PHPP und Passivhaus-Berechnung Lengfeld & Wilisch Energie Dipl. Ing. Erik Röthele, Architekt

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1 PHPP und Passivhaus-Berechnung Lengfeld & Wilisch Energie Dipl. Ing. Erik Röthele, Architekt

2 PHPP und Passivhaus-Berechnung Lengfeld & Wilisch Energie Dipl. Ing. Erik Röthele, Architekt Ein tagesfüllendes Thema in 25 Minuten

3 Passivhaus Nachweis Passivhaus Nachweis Foto oder Zeichnung Objekt: Doppelhaus Derichs + Oberlack Standort und Klima: Standard Deutschland Straße: Georgenstraße 18 PLZ/Ort: Seeheim-Jugenheim Land: Deutschland Objekt-Typ: Wohngebäude Bauherr(en): Frau Derichs Herr Dr. Oberlack Straße: Am Hermetischer 1C Bickenbacherstraße 16a PLZ/Ort: Seeheim-Jugenheim Seeheim-Jugenheim Architekt: Heide Spalt Architektin Passivhausplanung LW Energie Straße: Göthestraße 7 Havelstraße 16 PLZ/Ort: Fürth Darmstadt PHPP und Passivhaus-Berechnung Lengfeld & Wilisch Energie Dipl. Ing. Erik Röthele, Architekt Haustechnik: Straße: PLZ/Ort: Baujahr: 2012 Innentemperatur: 20,0 C Zahl WE: 2 Interne Wärmequellen: 2,1 W/m 2 Umbautes Volumen V e : 1310,3 m 3 mittlere Geschosshöhe: 2,8 m Personenzahl: 9,8 Gebäudekennwerte mit Bezug auf Energiebezugsfläche Zertifizierung Energiebezugsfläche: 344,6 m ² Verwendet: Monatsverfahren Zertifizierungsanforderungen Erfüllt? Energiekennwert Heizwärme: 13 kwh/(m 2 a) 15 kwh/(m²a) ja Heizlast: 11 W/m 2 10 W/m² n.a. Drucktest-Ergebnis: 0,6 h -1 0,6 h -1 ja Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung, Kühlung, Hilfs- u. Haushalts-Strom): 94 kwh/(m 2 a) 120 kwh/(m²a) ja Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung und Hilfsstrom): 34 kwh/(m 2 a) Primärenergie-Kennwert Einsparung durch solar erzeugten Strom: kwh/(m 2 a) Übertemperaturhäufigkeit: 2 % über 25 C Energiekennwert Nutzkälte: kwh/(m 2 a) 15 kwh/(m²a) n.a. Energiekennwert Entfeuchtung: kwh/(m 2 a) Kühllast: 8 W/m 2 Passivhaus Zertifizierungsanforderungen erfüllt? ja

4 Passivhaus Nachweis Passivhaus Nachweis Foto oder Zeichnung Objekt: Doppelhaus Derichs + Oberlack Standort und Klima: Standard Deutschland Straße: Georgenstraße 18 PLZ/Ort: Seeheim-Jugenheim Land: Deutschland Objekt-Typ: Wohngebäude Bauherr(en): Frau Derichs Herr Dr. Oberlack Straße: Am Hermetischer 1C Bickenbacherstraße 16a PLZ/Ort: Seeheim-Jugenheim Seeheim-Jugenheim Architekt: Heide Spalt Architektin Passivhausplanung LW Energie Straße: Göthestraße 7 Havelstraße 16 PLZ/Ort: Fürth Darmstadt PHPP und Passivhaus-Berechnung Lengfeld & Wilisch Energie Dipl. Ing. Erik Röthele, Architekt Haustechnik: Straße: PLZ/Ort: Baujahr: 2012 Innentemperatur: 20,0 C Zahl WE: 2 Interne Wärmequellen: 2,1 W/m 2 Umbautes Volumen V e : 1310,3 m 3 mittlere Geschosshöhe: 2,8 m Personenzahl: 9,8 Gebäudekennwerte mit Bezug auf Energiebezugsfläche Energiebezugsfläche: 344,6 m ² Verwendet: Monatsverfahren Zertifizierungsanforderungen Erfüllt? mehr als ein Nachweisverfahren - ein präzises Planungswerkzeug! Vom Vorentwurf bis zur Fertigstellung. Zertifizierung Energiekennwert Heizwärme: 13 kwh/(m 2 a) 15 kwh/(m²a) ja Heizlast: 11 W/m 2 10 W/m² n.a. Drucktest-Ergebnis: 0,6 h -1 0,6 h -1 ja Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung, Kühlung, Hilfs- u. Haushalts-Strom): 94 kwh/(m 2 a) 120 kwh/(m²a) ja Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung und Hilfsstrom): 34 kwh/(m 2 a) Primärenergie-Kennwert Einsparung durch solar erzeugten Strom: kwh/(m 2 a) Übertemperaturhäufigkeit: 2 % über 25 C Energiekennwert Nutzkälte: kwh/(m 2 a) 15 kwh/(m²a) n.a. Energiekennwert Entfeuchtung: kwh/(m 2 a) Kühllast: 8 W/m 2 Passivhaus Zertifizierungsanforderungen erfüllt? ja

5 Heizwärmebedarf < 15 kwh/(m²a) PHPP

6 Primärenergiebedarf < 120 kwh/(m²a) PHPP

7 Das Passivhaus ist kein Energie-Standard, sondern ein Gesamtkonzept für höchste Behaglichkeit. Zitat: Wolfgang Feist PHPP - Kriterien < 15 kwh/(m²a) < 120 kwh/(m²a) < 0,6 1/h bei 50 Pa < 15 kwh/(m²a) < 10 kwh/(m²a) Übertemperaturhäufigkeit > 25 C < 10%

8 PHPP und Passivhaus-Berechnung Lengfeld & Wilisch Energie Dipl. Ing. Erik Röthele, Architekt

9 Berechnung - Flächen Energiebezugsfläche: PHPP: EnEV: Wohnfläche (2. BVO) Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 An wird aus Ve ermittelt Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 Energiebezugsfläche PHPP ist ca % geringer als An!!! PHPP m² EnEV m² Einfluss auf Kriterien kwh/(m²a)???

10 Berechnung - Flächen Energiebezugsfläche: PHPP: EnEV: Wohnfläche (2. BVO) Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 An wird aus Ve ermittelt Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 Energiebezugsfläche PHPP ist ca % geringer als An!!! PHPP m² EnEV m² Einfluss auf Kriterien kwh/(m²a)??? Ja, und zwar relevant!!!

11 Berechnung - Flächen Energiebezugsfläche: PHPP: EnEV: Wohnfläche (2. BVO) Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 An wird aus Ve ermittelt Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 Energiebezugsfläche PHPP ist ca % geringer als An!!! PHPP m² EnEV m² Einfluss auf Kriterien kwh/(m²a)??? Ja, und zwar relevant!!! Lufträume:

12 Berechnung - Flächen Energiebezugsfläche: PHPP: EnEV: Wohnfläche (2. BVO) Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 An wird aus Ve ermittelt Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 Energiebezugsfläche PHPP ist ca % geringer als An!!! PHPP m² EnEV m² Einfluss auf Kriterien kwh/(m²a)??? Ja, und zwar relevant!!! Lufträume: PHPP: EnEV: abziehen übermessen

13 Berechnung - Flächen Energiebezugsfläche: PHPP: EnEV: Wohnfläche (2. BVO) Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 An wird aus Ve ermittelt Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 Energiebezugsfläche PHPP ist ca % geringer als An!!! PHPP m² EnEV m² Einfluss auf Kriterien kwh/(m²a)??? Ja, und zwar relevant!!! Lufträume: PHPP: EnEV: abziehen übermessen Treppen über Erdgeschoss:

14 Berechnung - Flächen Energiebezugsfläche: PHPP: EnEV: Wohnfläche (2. BVO) Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 An wird aus Ve ermittelt Nichtwohngebäude: Nutzfläche nach DIN 277 Energiebezugsfläche PHPP ist ca % geringer als An!!! PHPP m² EnEV m² Einfluss auf Kriterien kwh/(m²a)??? Ja, und zwar relevant!!! Lufträume: PHPP: EnEV: abziehen übermessen Treppen über Erdgeschoss: PHPP: abziehen EnEV: übermessen

15 Berechnung - opake Bauteile Aufmaß: Außenmaßbezug - äußere wärmetechnische Schicht Ermittlung, Dokumentation, Nachvollziehbar und flexibel für Änderungen

16 Berechnung - U-Werte Opake Bauteile: z.b. mit inhomogener Schicht 3 Dach Bauteil Nr. Bauteil-Bezeichnung Wärmeübergangswiderstand [m²k/w] innen R si : 0,10 außen R sa : 0,10 Teilfläche 1 λ [W/(mK)] Teilfläche 2 (optional) λ [W/(mK)] Teilfläche 3 (optional) λ [W/(mK)] Dicke [mm] 1. Dwd 0, Dämmung 0,032 Eiche 0, Dämmung 0, U. Sp. Klemmfilz 0, GK 0, Flächenanteil Teilfläche 2 Flächenanteil Teilfläche 3 Summe 10,8% 48,8 cm U-Wert: 0,079 W/(m²K)

17 Berechnung - Wärmebrücken Wärmebrücken: -> Wärmebrückenfreie Konstruktion!!! -> Wenige, verbleibende Wärmebrücken -> Auswirkung erheblich, deswegen: - Berechnung der Wärmebrücken erforderlich - zu Projektbeginn überschlägig ermitteln und berücksichtigen!

18 Berechnung - Wärmebrücken Wärmebrücken: -> Wärmebrückenfreie Konstruktion!!! -> Wenige, verbleibende Wärmebrücken -> Auswirkung erheblich, deswegen: - Berechnung der Wärmebrücken erforderlich - zu Projektbeginn überschlägig ermitteln und berücksichtigen! Nr. Wärmebrücken Anschluss- bzw. Fehlstellen- Bezeichung Grup-pe Nr. Zuordnung an Gruppe Anzahl Wärmebrückeneingabe Eigene Ermitt-lung Länge [m] - Abzug Länge eigene Ermitt-lung [m] Länge l [m] Eingabe des Wärmebrücken-Verlust- Koeffizienten W/(mK) 1 Jalousiekasten 15 Wärmebrücken Außenluft 1 x ( 65,18 - ) = 65,18 Jalousiekasten 0,004 2 Jalousie Oberseite 15 Wärmebrücken Außenluft 1 x ( 9,02 - ) = 9,02 Jalousie Oberseite 0,004 3 First 15 Wärmebrücken Außenluft 1 x ( 20,07 - ) = 20,07 First 0,010 4 Ortgang 15 Wärmebrücken Außenluft 1 x ( 26,19 - ) = 26,19 Ortgang 0,000 5 Balkongeländer Punktuelle W 15 Wärmebrücken Außenluft 1 x ( 0,90 - ) = 0,90 Balkongeländer Punktuelle WB S 0,508 6 Balkon- + Attikageländer Fe 15 Wärmebrücken Außenluft 1 x ( 35,39 - ) = 35,39 Balkon- + Attikageländer Feld 0,016 7 Attika Punktuelle WB 15 Wärmebrücken Außenluft 1 x ( 1,20 - ) = 1,20 Attika Punktuelle WB 0,249 x ( )= Ψ W/(mK)

19 Berechnung - Wärmebrücken Einfluss Quelle Herz & Lang

20 Berechnung - Fenster Passivhausfenster sind keine Energielöcher mehr in der Fassade, sondern erlauben im Gegenteil eine Energiegewinnung. Das gilt zumindest so lange, wie das Fenster nicht übermäßig verschattet wird und eine Orientierung zwischen Südost und Südwest aufweist. Die folgende Grafik zeigt diesen Effekt in der Praxis. Verluste, interne Gewinne und Heizwärmebedarf Messung Passivhaus ohne Heizung Passiv-Solar-Praxis: Nichts zeigt eindrucksvoller die Wirksamkeit der passiven Solarenergienutzung als Messwerte aus dem Passivhaus Kranichstein: Im Dezember 2004 war in diesem Haus keine Heizung im Betrieb. An den beiden sonnigen Tagen 14. und 15. Dezember gelangt durch die Verglasungen Sonnenenergie in den Raum (gelbe Phasen). Die Raumtemperaturen erhöhen sich sichtbar. Die innere Speichermasse des Hauses wird aufgeladen. Da die Wärmeverluste sehr gering sind, kann das Haus diese Wärme halten. Am 16. Dezember um 6:00 liegt die Temperatur 0,8 Grad über dem Wert vom 14. Dezember vor Beginn der Einstrahlung. Die folgenden Tage waren leider, wie so oft im mitteleuropäischen Winter, stark bewölkt. Trotzdem verliert dieses Haus auch ohne Heizung nur etwa 0,2 Grad je Tag. Danksagung: Die dokumentierten Messungen wurden durch die Hessische Landesregierung finanziert. Quelle: Passivhausinstitut Darmstadt

21 Berechnung - Fenster Vergleich mit Konventionellen Berechungsverfahren PHPP BKI Energieplaner

22 Unterschiede Eingabeaufwand: Berechnung - Verschattung Vergleich mit Konventionellen Berechungsverfahren Verschattung Eingabe für jedes Fenster: - Objekte in der Umgebung Gebäude, Berge, Vegetation - Fensterlaibung - Überstände

23 Verschattung Eingabe für jedes Fenster: - Objekte in der Umgebung Gebäude, Berge, Vegetation - Fensterlaibung - Überstände Vergleich mit Konventionellen Berechungsverfahren

24 Berechnung - Lüftung Projekt PFLICHTBLATT für Wohnungslüftungsanlagen: PLANUNG Zu- / Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Objekt: Doppelhaushälfte Oberlack Firma: Planung Lüftung Bauort Straße, Nr.: Georgenstraße 18 Bearbeiter: Bauort PLZ, Ort: Seeheim-Jugenheim Straße, Nr.: Bauherr Name: Herr Obelrack PLZ, Wohnort: Bauherr Telefon: Telefon: Baujahr: 2012 Datum: 1. Standardnutzung bzw. besondere Anforderungen: Auslegung der Anlage gemäß Standardnutzungsbedingungen 2. Auslegungskriterien für Luftvolumenströme Frischluftbedarf: Abluftbedarf: Unterschrift: Richtwerte Anzahl resultierende Startwerte je Person: 30 m³/h x 4 = 120,0 m³/h 120,0 m³/h Küchen: 60 m³/h x 2 = 120,0 m³/h Bäder, HWR u.ä.: 40 m³/h x 2 = 80,0 m³/h WC, Vorrat u.ä.: 20 m³/h x 2 = 40,0 m³/h Summe: m³/h 240,0 m³/h Hygienischer Luftwechsel 0,3 /h nicht nach DIN aber erforderlich Hinweis AG + AN Klärung Versicherung! Startwert Nennvolumenstrom (Standardbetrieb): 120,0 m³/h 3. Luftmengenverteilung Nr. Raumbezeichnung Fläche lichte Höhe Raumvolumen Volumenströme Luftwechsel Art der Überströmöffnung (jedes Ventil einzeln) A h A x h V ZU V AB V ÜBER n (Türspalt, Gitter im Türblatt, m² m m³ m³/h m³/h m³/h 1/h Zarge, Ventil ) 1 Abst. + Technik 17,40 2,48 43,2 20 0,46 2 Bad 5,20 2,49 12,9 20 1,55 3 Flur 4,80 2,49 11,9 40 3,35 4 Gast 17,00 2,49 42,2 35 0,83 5 Eingang 9,70 2,49 24,1 40 1, Zimmer 17,50 2,60 45,5 25 0,55 8 Schlafen 13,40 2,60 34,8 25 0,72 9 Bad 7,70 2,60 20,0 20 1,00 10 Flur 6,20 2,60 16,1 40 2, Küche 14,70 3,82 56,1 50 0,89 13 Wohnen 27,70 3,82 105,7 45 0,43 14 Abstell 2,70 3,82 10,3 10 0,97 15 WC 2,20 3,82 8,4 10 1, gesamt: 146, ,28 130,0 130, ,30 4. Abgestimmte Volumenströme, Regelbereich

25 Projekt PFLICHTBLATT für Wohnungslüftungsanlagen: PLANUNG Zu- / Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Objekt: Doppelhaushälfte Oberlack Firma: Planung Lüftung Bauort Straße, Nr.: Georgenstraße 18 Bearbeiter: Bauort PLZ, Ort: Seeheim-Jugenheim Straße, Nr.: Bauherr Name: Herr Obelrack PLZ, Wohnort: Bauherr Telefon: Telefon: Baujahr: 2012 Datum: 1. Standardnutzung bzw. besondere Anforderungen: Auslegung der Anlage gemäß Standardnutzungsbedingungen 2. Auslegungskriterien für Luftvolumenströme Frischluftbedarf: Abluftbedarf: Unterschrift: Richtwerte Anzahl resultierende Startwerte je Person: 30 m³/h x 4 = 120,0 m³/h 120,0 m³/h Küchen: 60 m³/h x 2 = 120,0 m³/h Bäder, HWR u.ä.: 40 m³/h x 2 = 80,0 m³/h WC, Vorrat u.ä.: 20 m³/h x 2 = 40,0 m³/h Summe: m³/h 240,0 m³/h Startwert Nennvolumenstrom (Standardbetrieb): 120,0 m³/h 3. Luftmengenverteilung Nr. Raumbezeichnung Fläche lichte Höhe Raumvolumen Volumenströme Luftwechsel Art der Überströmöffnung (jedes Ventil einzeln) A h A x h V ZU V AB V ÜBER n (Türspalt, Gitter im Türblatt, m² m m³ m³/h m³/h m³/h 1/h Zarge, Ventil ) 1 Abst. + Technik 17,40 2,48 43,2 20 0,46 2 Bad 5,20 2,49 12,9 20 1,55 3 Flur 4,80 2,49 11,9 40 3,35 4 Gast 17,00 2,49 42,2 35 0,83 5 Eingang 9,70 2,49 24,1 40 1, Zimmer 17,50 2,60 45,5 25 0,55 8 Schlafen 13,40 2,60 34,8 25 0,72 9 Bad 7,70 2,60 20,0 20 1,00 10 Flur 6,20 2,60 16,1 40 2, Küche 14,70 3,82 56,1 50 0,89 13 Wohnen 27,70 3,82 105,7 45 0,43 14 Abstell 2,70 3,82 10,3 10 0,97 15 WC 2,20 3,82 8,4 10 1, gesamt: 146, ,28 130,0 130, ,30 Berechnung - Lüftung Hygienischer Luftwechsel 0,3 /h nicht nach DIN aber erforderlich Hinweis AG + AN Klärung Versicherung! Der Auftraggeber wird darauf hingewiesen hat, dass die mit dem PHPP vorgenommenen Berechnungen von den anerkannten Regeln der Technik (z. B. DIN- Normen) abweichen. Durch Auftragserteilung, erklärt der Auftraggeber sich hiermit einverstanden. 4. Abgestimmte Volumenströme, Regelbereich

26 Berechnung - Lüftung Projekt PFLICHTBLATT für Wohnungslüftungsanlagen: PLANUNG Zu- / Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung Objekt: Doppelhaushälfte Oberlack Firma: Planung Lüftung Bauort Straße, Nr.: Georgenstraße 18 Bearbeiter: Bauort PLZ, Ort: Seeheim-Jugenheim Straße, Nr.: Bauherr Name: Herr Obelrack PLZ, Wohnort: Bauherr Telefon: Telefon: Baujahr: 2012 Datum: 1. Standardnutzung bzw. besondere Anforderungen: 2. Auslegungskriterien für Luftvolumenströme Frischluftbedarf: Abluftbedarf: Unterschrift: Richtwerte Anzahl resultierende Startwerte je Person: 30 m³/h x 4 = 120,0 m³/h 120,0 m³/h Küchen: 60 m³/h x 2 = 120,0 m³/h Bäder, HWR u.ä.: 40 m³/h x 2 = 80,0 m³/h WC, Vorrat u.ä.: 20 m³/h x 2 = 40,0 m³/h Summe: m³/h 240,0 m³/h Startwert Nennvolumenstrom (Standardbetrieb): 120,0 m³/h 3. Luftmengenverteilung Nr. Raumbezeichnung Fläche lichte Höhe Raumvolumen Volumenströme Luftwechsel Art der Überströmöffnung (jedes Ventil einzeln) A h A x h V ZU V AB V ÜBER n (Türspalt, Gitter im Türblatt, m² m m³ m³/h m³/h m³/h 1/h Zarge, Ventil ) 1 Abst. + Technik 17,40 2,48 43,2 20 0,46 2 Bad 5,20 2,49 12,9 20 1,55 3 Flur 4,80 2,49 11,9 40 3,35 4 Gast 17,00 2,49 42,2 35 0,83 5 Eingang 9,70 2,49 24,1 40 1, Zimmer 17,50 2,60 45,5 25 0,55 8 Schlafen 13,40 2,60 34,8 25 0,72 9 Bad 7,70 2,60 20,0 20 1,00 10 Flur 6,20 2,60 16,1 40 2, Küche 14,70 3,82 56,1 50 0,89 13 Wohnen 27,70 3,82 105,7 45 0,43 14 Abstell 2,70 3,82 10,3 10 0,97 15 WC 2,20 3,82 8,4 10 1, Auslegung der Anlage gemäß Standardnutzungsbedingungen gesamt: 146, ,28 130,0 130, ,30 Hygienischer Luftwechsel 0,3 /h nicht nach DIN aber erforderlich Hinweis AG + AN Klärung Versicherung! Der Auftraggeber wird darauf hingewiesen hat, dass die mit dem PHPP vorgenommenen Berechnungen von den anerkannten Regeln der Technik (z. B. DIN- Normen) abweichen. Durch Auftragserteilung, erklärt der Auftraggeber sich hiermit einverstanden. Überströmung Zonierung kurze Leitungswege 4. Abgestimmte Volumenströme, Regelbereich

27 Berechnung - Lüftung Einfluss WRG Quelle Herz & Lang

28 Berechnung - Luftfichtheit Einfluss Quelle Herz & Lang

29 Was ist daraus geworden? nur KfW Effizienzhaus 55 warum? keine Passivhausfenster g-wert Rahmenbreite U-Rahmen Wärmebrückenzuschlag 0,05 W/(m²K) Argument Wirtschaftlichkeit bei flächendeckender flächendeckende Fußbodenheizung? Trost: Trotzdem ein hervoragendes Gebäude mit Qh = 18 kwh/(m²a) und viel gelernt!

30 PHPP und Passivhaus-Berechnung Lengfeld & Wilisch Energie Dipl. Ing. Erik Röthele, Architekt Essenz: mehr als ein Nachweisverfahren - ein präzises Planungswerkzeug! Vom Vorentwurf bis zur Fertigstellung Passivhaus Berechnung ist kein Hexenwerk es geht aber nicht halbherzig und erfordert: Wissen und Präzision.