Passivhaus Objektdokumentation

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1 Passivhaus Objektdokumentation Einfamilienhaus mit Einliegerwohnung Sonnenfeld in Ulm/Donau Verantwortlicher Planer Freier Architekt Martin Endhardt Dieses Einfamilienhaus wurde für eine Baufamilie im Baugebiet Sonnenfeld der Stadt Ulm errichtet. Es handelt sich um einen voll unterkellerten, süd-west orientierten Massivbau mit einer großen, über zwei Geschosse gehenden Wohnung. Im Untergeschoss des Hauses wurde zusätzliche eine Einliegerwohnung realisiert. Das Haus wird seit 2005 von den Bauherrn bewohnt, die Einliegerwohnung ist vermietet. Besonderheiten: Sonnenkollektoren für die Warmwasserbereitung, PV für die Stromerzeugung, Regenwassernutzung U-Wert Außenwand 0,093 W/(m²K) PHPP Jahres- U-Wert Bodenplatte 0,118 W/(m²K) Heizwärmebedarf 14 kwh/(m²a) 1

2 U-Wert Dach U-Wert Fenster 0,082 W/(m²K) 0,80 W/(m²K) PHPP Primärenergie 113 kwh/(m²a) Wärmerückgewinnung 78% Drucktest n 50 0,2 h -1 1 Kurzbeschreibung der Bauaufgabe Passivhaus Sonnenfeld Ulm/Donau Es handelt sich um das fünfzehnte realisierte Einfamilienhaus des Architekten, inzwischen wurden über 40 Einfamilienpassivhäuser realisiert. Bauaufgabe war es im grössten Passivhauswohngebiet Süddeutschlands im Sonnenfeld Ulm, ein in die Hanglage optimal eingefügtes Passivhaus für eine dreiköpfige Familie zu planen. Das Haus sollte zusätzlich im UG eine Einliegerwohnung zur Vermietung bieten. Erschliessung der Hauptwohnung erfolgt im EG von der Hangseite und im UG von der Talseite. Vorgelagerte Balkone und eine begehbare Garage bieten der Hauptwohnung sonnige Aussenbezüge und den Blick aufs Ulmer Münster. 2 Ansichtsfotos Passivhaus Sonnenfeld Ulm Die Südwestseite ist auf dem Deckblatt abgebildet. Nord Westseite Passivhaus Schertler im Sonnenfeld mit kleinem Balkon und begehbarer Garage. Die Frischluft für die beiden Lüftungsgeräte wird an der Nordwestseite angesaugt (Foto: Endhardt) 2

3 Aufnahme Passivhaus Schertler von Südosten; die Unterkonstruktion der PV ist gut erkennbar. Die Eckverglasung sichert den Blick aufs Ulmer Münster. 3

4 Passivhaus Schertler Sonnenfeld, Ansicht von Nordosten: In der hangseitigen Rüdkseite gibt es nur ein kleine Fenster im OG. Gut erkennbar: Der Zugang für die EG Wohnung noch ohne Kaltraum. Der Blick auf die Südostecke zeigt den nur ca 1,50 M tiefen umgehenden Balkon mit seiner leichten Geländerkonstruktion. 4

5 3 Schnittzeichnung Passivhaus Schertler Sonnenfeld Querschnitt durch das Passivhaus Schertler Sonnenfeld. Für alle Häuser im Sonnenfeld musste ein Verschattungsprofil durch die möglich Nachbarbebauung gezeichnet werden. Die gelb schraffierten Bereich zeigen das Dämmpaket in der Hülle, mindestens 30 cm Wärmedämmung im Dach sogar 48 cm umschließen das Haus in allen Ebenen. Das Detail für den First zeigt, das alle betonierten Wandteile wie hier der Ringgurt zusätzlich mit eingelegten Dämmungen auf die U-Werte der porosierten Ziegelwände gebracht wurde, bevor das WDVS darauf geklebt wurde. Die Dachkonstruktion ist in mit Sparren und Kontersparren in einer doppellagigen Konstruktion ausgeführt. Dadurch reduzieren sich die Wärmebrücken der Holzbauteile im Dach auf ein erträgliches Mass. Die Schnitt zeigt auch das der Grundriss des UG ganz dem Passivhaus zugeschlagen wird, dies vereinfacht die Detailanschlüsse der Decken über UG. Im Fall Haus Schertler wurde im UG sowieso eine hochwertige Einliegerwohnung mit einem eigenen kleinen Lüftungsgerät realisiert. Das Gebäude öffnet sich mit dem Pultdach der Südwestrichtung. Der Bebauungsplan ließ keine optimalere Orientierung zu. Im EG und OG befindet sich die lichte und luftige Wohnung der Bauherrn. Aussenbezüge konnten durch die begehbare Garage aufgebaut werden obwohl das natürliche Gelände weiter fällt. 5

6 4 Grundrisse EG Passivhaus Schertler Sonnenfeld Grundrisse des Passivhauses Schertler Sonnenfeld. Rechts das Wohnzimmer mit der Südost Eckverglasung. Daran anschließend die Küche mit Essplatz, beide Räume erreichen über den vorgestellten Balkon das Garagendach mit Anschluss an den Garten. Die halbgewendelte Treppe an der Rückseite des Hauses erschließt die Abstellräume und die Garage im UG und natürlich die Schlafräume im OG des Hauses. Über den zentralen Schacht in der Ecke Büro Flur werden die Lüftungsleitungen vertikal durch das Haus geführt, eine kurzer waagrechter Stich durch die Küche bis zur Wohnzimmerwand bindet das Wohnzimmer an. Konstruktionsdetails der Passivhaus -Hülle und -Technik Passivhaus Schertler Sonnenfeld 6

7 4.1 Konstruktion inkl. Dämmung der Bodenplatte mit Anschlusspunkten zu Außenwänden, Entwässerung In der Dämmung werden die Grundleitungen verlegt und eingeschäumt, um Wärmebrücken durch die Schwächung der Dämmung zu vermeiden ist unter den Trassen der Grundleitung zusätzliche eine Dämmplatte unterlegt. 7

8 Vermeidung von Wärmebrücken Auf der unter der Bodenplatte verlegten Dämmung wird die an der Kellerwand aufgehende Dämmung lückenlos angeschlossen und auf die abgedichtete Kellerwand geklebt. Die Stösse der Dämmung werden ohne Kleber ausgeführt. Dieses Beispiel zeigt, dass "Wärmebrückenfreies Konstruieren" oft mit grundsätzlichen Überlegungen, ganz einfachen Details erreicht und überdies keine hohen Kosten erzeugen muss. Allerdings muss dies bereits während der Planung erkannt und berücksichtigt werden. Aufbau der Bodenplatte: Bodenplatte Zweilagige Perimeterdämmung 280 mm, auf Sandbett; 250 mm Bodenplatte Stahlbeton; 40 mm Dämmung; 50 mm Zement-Estrich; 8-15 mm Parkett, geklebt; Versiegelung lösemittelfrei. U-Wert 0,118 W/(m²K) 4.2 Konstruktion inkl. Dämmung der Außenwände Alle Betonteile im Mauerwerk werden gedämmt Anschlussdetail Garagendecke 8

9 Der Aufbau der Außenwand. Eine gemauerte HLZ Wand (in der Regel 24 cm dick) ist innen mit Kalk- Gipsputz verputzt. Außen wird ein einlagiges Wärmedämmverbundsystem mit einer Dämmdicke von 300 mm aufgebracht, das außen einen mineralischen Verputz aufweist. Der u-wert dieses Aufbaus beträgt 0,093 W/(m²K). Rechts oben: Die 300 mm dicken Dämmplatten aus expandiertem Polystyrol (EPS), trennt auch die Garage vom Passivhaus. Die Platten werden zwischen Haus und Garagenwand bereits in der Rohbauphase eingebaut. Auch die Bodenplatte zwischen Wohnhaus und Garage wird thermisch mit 30 cm Perimeterdämmung getrennt. Rechts unten: Detail zeigt die thermische Trennung im Bereich der Garagendecke, mit Austrittdetail der Fenstertüre. Außenwand Mineralischer Außenputz; 300 mm WDVS-Neopor; 240 mm HLZ Mauerwerk; 15 mm durchgehender Innen-Kalk Gipsputz; mineralischer Farbenanstrich. U-Wert 0,093 W/(m²K) 4.3 Konstruktion inkl. Dämmung des Daches Der Dachaufbau im Passivhaus Schertler Sonnenfeld. Die Dachkonstruktion ist im 81,5 cm Raster ausgeführt auf den 240 mm hohen Sparren wird ein Kontersparren um 90 Grad gedreht mit 240 mm Höhe aufgedoppelt. Der Achsabstand der Kontersparren wurde mit ca 90 cm gewählt. Die Konstruktion führt nur zu minimalen Kreuzungpunkten in der Dämmebene Dach. Zum Raum hin folgt eine OSB Platte (18 mm), die durchgehende Luft- und Dampfdichtung wir durch diese Platte dauerhaft ausgebildet. In den Stössen werden die Platten mit Dichtbänder verklebt, die Wandanschlüsse werden sorgfältig mit Butyhl Kautschukbänder angedichtet und überputzt. Bei 480 mm Dämmstoffdicke ergibt sich ein Dach-U-Wert unter 0,082 W/(m²K). Dach Titan Zink Dach, 24 mm Schalung, Konterlattung, regendichtes Unterdach sägerauhe Schalung 18 mm, Doppellagige Holzkonstruktion 2 x 240 mm, OSB Platten unterseitig, fugenlos verklebte Luftdichtung mit Dichtbänder, Gipskartonplatte, Dispersionsfarbenanstrich, gesamter Hohlraum (480 mm) mit Mineralwolle WLG 035 ausgefüllt. 0,082 W/(m²K) 9

10 4.4 Fensterschnitte inkl. Einbauzeichnung Die Einbausituation der Fenster muss in allen Punkten detailiert werden. Wie in den Details zu sehen, wird zu Gunsten der leichteren Montage darauf verzichtet die Fenster vor der Fassade zu setzen. Die Fenster werden ca 5-6 cm aus der Fassade geschoben, dadurch können die Fensterrahmen noch herkömmlich in das Mauerwerk verankert werden. Die Fenster sind für die solaren Gewinne des Passivhaus unverzichtbar. Solare Wärmegewinne sind in Deutschland nur mit sehr hochwertigen Fensterkonstruktionen zu erreichen: Die U-Werte der Fenster müssen unter 0,8 W/(m²K) liegen; damit wird auch sichergestellt, dass die inneren Oberflächentemperaturen nicht unter etwa 17 C absinken. Das ist für eine hohe Behaglichkeit im Raum auch ohne ausgleichende Heizflächen wichtig. Daten zum Fenster Fenster Dreifach-Wärmeschutzglas mit Edelgasfüllung. Holzfensterrahmen mit Rahmenkerndämmung aus PU mit Alu Schale, 0,8 W/(m²K) 4.5 Balkondetails - Detailzeichnungen Detail Balkonanschluss an Fenster Balkon in der Untersicht Rundstützen Balkon 10

11 5 Beschreibung der luftdichten Hülle; Dokumentation des Drucktestergebnisses Für das Passivhaus ist eine sehr dichte Gebäudehülle erforderlich. Aus den bisher vorliegenden Erfahrungen mit luftdichten Gebäuden wurde in [Feist 1993] ein Zielwert von unter 0,6 h -1 für den 50 Pa-Drucktestluftwechsel gesetzt. Durchführung der Prüfung Bei der Durchführung der Messung wird vom Meßteam ein elektrisch betriebenes Gebläse mit flexiblem Rahmen (LTM Blower Door) in den Rahmen einer geöffneten Fenster eingespannt. Mit dem Gebläse wird Unterdruck bzw. Überdruck im Gebäude erzeugt. Es wird die Luftmenge bestimmt, die bei verschiedenen Druckdifferenzen zwischen innen und außen durch die Leckagen der Gebäudehülle strömt. Belastung des Gebäudes: Die bei der Messung verwendeten Prüfdrücke von 10 bis 60 Pascal entsprechen dem Staudruck auf der Luv-Seite des Hauses bei Windgeschwindigkeiten zwischen 4 und 10 m/s (bzw. 15 bis 35 km/h). 50 Pa scal entsprechen 5 mm Wassersäule; auf 1 m 2 Gebäudehüllfläche lasten 5 kg Gewicht. Meßwerte Die Meßergebnisse werden entsprechend internationalen Normen dargestellt als Luftwechselrate [1/h] bei einer Druckdifferenz von 50 Pascal (n 50 ). Dies entspricht dem stündlichen Luftwechsel für das gesamte beheizte Raumvolumen bei Prüfdruck. Meßergebnis Beim Wohnhaus Schertler wurde ein Blower Door Test mit der automatisierten Blower Door von LTM ausgeführt. Bei diesem Gerät kann bei der Eingabe durch die wenigen notwendigen Angaben nichts übersehen werden. Das Ergebnis lag auf Anhieb bei einem n 50 Wert von 0,2. 11

12 6 Lüftungsplanung Kanalnetz (exemplarisch) Um die Lüftungsverluste stark zu reduzieren, wurden zwei balancierte Zu/Abluft-Anlage mit einem hocheffizienten Gegenstrom-Luft-Luft-Wärmetauscher eingesetzt. Zulufträume sind alle Hauptaufenthaltsräume (links in rot: Zuluftkanäle): Arbeitszimmer, Kinderzimmer, Schlafzimmer, Esszimmer und Wohnzimmer. Ablufträume (blau) sind Bäder, WCs und die Küche. Die Überströmung erfolgt unter den gekürzten Türblättern der Innentüren in den Flur und das Treppenhaus. Von dort über Überströmöffnungen über den Türen in die Feuchträume. Von hier wird die verbrauchte Luft über ein Abluftkanalnetz (auf dem Bild links in blau) zurück zum Wärmeübertrager Bild unten Lüftungsgerät Einlieger. In der dreidimensionalen Planung der Lüftungsanlage sind die zwei Systeme links für die Wohnung im EG und OG und rechts die kleiner Einliegerwohnung zu erkennen. 12

13 7 Wärmeversorgung Etwa 50% beträgt der solare Deckungsbeitrag der thermischen Flachkollektoren im Passivhaus Schertler Sonnenfeld. Weil die Bereitstellung von Warmwasser den höchsten Energiebedarf dieses Hauses darstellt, ist ein effizientes Brauchwassersystem hier von großer Bedeutung. Flachkollektor an Südwest Fassade Kompaktaggregat Aerex Der thermische Flachkollektor wurde auf an der Südwest Seite des Passivhauses angebracht. Verwendet wurden Flachkollektoren, die wegen der nicht optimalen Ausrichtung und Neigung etwas überdimensioniert wurden. Die übrige Warmwasserbereitung und die Raumheizung erfolgt über ein Kompaktaggregat der Firma Aerex, zentralen Warmwasserbereitung für beide Wohneinheiten gemeinsam. Diese wird bei den langen Warmwasserleitungen in den Küchen durch einen Durchlauferhitzer unterstützt. 8 PHPP-Berechnungen Für den Bau und die Förderung der Einfamilienhäuser hat die Stadt Ulm die Zertifizierung der Gebäude nach Feist vorgeschrieben. Das Gebäude wurde mit dem PHPP 2004 berechnet und anschließend durch das Ing. Büro Ebök zertifiziert. 13

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15 Vorgestellt und übersetzt aus dem Deutschen ins Russisch von «Projekt Passivhaus» R.Okipnoi St. 8, office 3 Kyiv Tel.: 8(095) info@pro-passivhaus.com 15