KfW-Energiesparhäuser - Passivhäuser: Gebäudehülle und Haustechnik
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- Renate Straub
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1 Gliederung KfWEnergiesparhäuser Passivhäuser: Gebäudehülle und Haustechnik BayWa Holzbautag 8. Februar 27 Prof. Dr. rer. nat. Harald Krause Fakultät für Allgemeinwissenschaften Bauphysik und Gebäudetechnik Anforderungen der KfW an Energiesparhäuser und Passivhäuser Förderkonditionen Nachweisverfahren KfWBeispielgebäude Optimierungsstrategien Hülle +Technik Kostenanalyse Passivhäuser Passivhauskonzept Bauteile Haustechnik Fazit BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 1 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 2 KfW Programm Ökologisches Bauen Anforderungen und Nachweisverfahren Im Rahmen des Programms Ökologisches Bauen werden seit 26 folgende Unterscheidungen im Neubau gemacht: KfW 4 Haus oder Passivhaus KfW 6 Haus oder heiztechnische Einbauten im Neubau auf Basis erneuerbarer Energien bzw. besonders energiesparende Heiztechnik Förderung: Zinsverbilligte Darlehen mit Laufzeiten 1 Jahren maximal 5., KfW 6 KfW 4 Passivhaus Primärenergiebedarf Q p 6 kwh/(m²a) 4 kwh/(m²a) 4 kwh/(m²a) H T mind. 3% unter EnEV mind. 45% unter EnEV Jahresheizwärme bedarf 15 kwh/(m²a) PHPP Passivhaus Projektierungspaket Nachweisverfahren EnEV EnEV KfW 4: 1% Auszahlung KfW 6: 96% Auszahlung BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 3 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 4
2 Begriffe Begriffe H T ist der auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche A des Hauses bezogene spezifischetransmissionswärmeverlust im Prinzip: mittlerer UWert korrigiert mit Wärmebrückenverlusten ΔU WB und Temperaturreduktionsfaktoren F x,i, z.b. Verluste gegen Erdreich Maß für die energetische Qualität der Gebäudehülle H ( F U A ) x,i i i T + ΔUWB = A Jahresheizwärmebedarf: Qh = 66 ( HT + HV ), 95 ( QS + Qi ) H T Q i Q Q s h H V Wärmebrückenkorrekturwert ΔU WB =,1 W/(m²K) ohne Nachweis ΔU WB =,5 W/(m²K) mit Nachweis über DIN 418 Bbl. 2 ΔU WB <,5 W/(m²K) möglich mit detailliertem Nachweis BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 5 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 6 Begriffe Begriffe Q p ist der Jahresprimärenergiebedarf Berücksichtigung von: Primärenergetischer Bewertung des Energieträgers Effizienz der haustechnischen Anlagen Jahresheizwärmebedarf und Warmwasserbedarf Gebäudedichtheit Q p = ( Qh + Qtw ) ep Q P : Primärenergiebedarf Q h : Heizwärmebedarf Q tw : Warmwasserwärmebedarf e P : AnlagenAufwandszahl Maß für die Bewertung eines Gebäudes bzgl. CO 2 Emissionen Kein Maß für den Endenergieverbrauch und Energiekosten! Anforderungen der KfW unabhängig vom A/V Verhältnis! H T Q i Q s Q Q h w H V Endenergie = Heizenergie Nutzung Transport Umwandlung Gewinnung Primärenergie STROM FOSSIL BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 7 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 8
3 Primärenergiefaktoren Beispielgebäude Energieträger Brennstoffe 1 Holz,2 Nah/ Fernwärme aus KWK 2 fossiler Brennstoff,7 Nah/Fernwärme aus Heizwerken Heizöl EL Erdgas H Flüssiggas Steinkohle Braunkohle erneuerbarer Brennstoff fossiler Brennstoff PrimärenergieFaktoren erneuerbarer Brennstoff,1 Strom 3 StromMix 3, 1,1 1,1 1,1 1,1 1,2 1,3 typisches Einfamilienhaus mit kleinem Wintergarten Erker Fall A: Keller unbeheizt Außenhülle A = 386 m² Beheiztes Volumen V e = 466 m³ A/V =,83 1/m Fall B: Keller beheizt Außenhülle A = 486 m² Beheiztes Volumen V e = 686 m³ A/V =,71 1/m Basisvariante: Erfüllung der EnEV Typische BauteilUWerte StandardGebäudetechnik Blower door Prüfung Wärmebrücken nach DIN 418 Bbl. 2 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 9 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 1 Kennwerte Basisvariante Kennwerte Basisvariante Bauteil Außenwand Dach Kehlbalken Dach über Erker U in W/(m²K),2,18,21 Feld Wandaufbau U =,2 W/(m²K) Bauteil Rahmen ca. 1% Dicke in mm Wärmeleitfähigkeit in W/mK Feld Rahmen Bodenplatte Kellerdecke Fenster,43 1,4 1 2 Faserdämmstoff Gipskarton Fichte 15 6,4,21,13 Kellerwand Wärmebrücken,3 Nach 418 Beiblatt Faserdämmstoff OSB KVH 15 16,4,13,13 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 18 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 19
4 Kenndaten Basisvariante: Fall A Keller unbeheizt Analyse der Verluste und Gewinne Haustechnik: Brennwerttechnik Trinkwassererwärmung mit Zirkulation Heizkörperheizung kwh/monat 3 monatliche Verluste und nutzbare Gewinne heizfreie Zeit Gewinne Verluste kwh/m² Energiebilanz Q"H Primärenergie Q"p spez.wärmeverlust H'T LuftwechselVerluste Qv WärmebrückenVerluste Qwb TransmissionsVerluste Qt solare Gewinne Qs interne Gewinne Qi Maximalwert Q"p Q"w Q"H Maximalwert H'T Gewinne Verluste Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez HEIZWÄRMEBEDARF LuftwechselVerlust Ql WärmebrückenVerlust Qwb TransmissionsVerlust Qt Nachtabsenkung QNA nutzbare solare Gewinne Qs nutzbare interne Gewinne Qi BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 2 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 21 Analyse der Verluste und Gewinne Anforderungen KfW 6 Musterhaus BayWaEnEV ==> Musterhaus BayWaEnEV +.% Wände.% Fenster +.% Dachfläche/Obere Geschossdecke KfW 6: Grenzwerte für Q p als auch H T werden nicht erreicht. Energiebilanz Q"H Primärenergie Q"p spez.wärmeverlust H'T +.% Grundfläche/Kellerdecke +.% Wärmebrücken +.% Luftwechselverlust +.% interne Wärmegewinne +.% Heizwärmebedarf +.% Warmwassererwärmung 5 kwh/a Gewinne Verluste kwh/m² LuftwechselVerluste Qv 1 WärmebrückenVerluste Qwb 5 TransmissionsVerluste Qt solare Gewinne Qs interne Gewinne Qi 5 Q"p Q"w Maximalwert Q"H Maximalwert H'T +.% Anlagenaufwandszahl ep (%) die Prozentangabe entspricht einer Verbesserung gegenüber der Bezugsvariante BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 22 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 23
5 Vorgehensweise zur Optimierung Versuch einer Strategie Ziel KfW 6 Standard Basisvariante UWerte verbessern Wärmebrücken optimieren H T erfüllt? Haustechnik optimieren Q p erfüllt? Ziel erreicht nein nein Schritt 1: Gebäudehülle verbessern U AW =,18 W/(m²K) Schritt 2: Wärmebrücken vermeiden und einzeln nachweisen, Q WB Gewinne Verluste kwh/m² Energiebilanz Q"H Primärenergie Q"p spez.wärmeverlust H'T LuftwechselVerluste Qv WärmebrückenVerluste Qwb TransmissionsVerluste Qt solare Gewinne Qs interne Gewinne Qi Q"p Q"w Maximalwert Q"H Maximalwert H'T BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 24 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / Wandaufbau verbessert Vergleich mit Basisvariante 1 2 Feld Faserdämmstoff Wandaufbau U =,18 W/(m²K) Bauteil Gipskarton Rahmen ca. 1% Fichte Dicke in mm 15 6 Wärmeleitfähigkeit in W/mK Feld,21,4 Rahmen,21,13 Musterhaus BayWaEnEV ==> AW+WB berechnet +1.% Wände 4.2% Fenster.% Dachfläche/Obere Geschossdecke +.% Grundfläche/Kellerdecke +14.7% Wärmebrücken +.% Luftwechselverlust 2.5% interne Wärmegewinne UWert,2 auf,18 detailliert nachgewiesen Faserdämmstoff OSB Holzfaserplatte KVH ,4,13,45,13 1.1% +16.2% Heizwärmebedarf +.% Warmwassererwärmung 5 kwh/a Anlagenaufwandszahl ep (%) die Prozentangabe entspricht einer Verbesserung gegenüber der Bezugsvariante BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 26 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 27
6 Optimierung Haustechnik Variante 1: Holzpelletsheizung Vergleich mit Basisvariante Schritt 3: Gebäudetechnik verbessern Holzpelletsheizung Musterhaus BayWaEnEV ==> Holzpellets +1.% Wände Gewinne Verluste kwh/m² Energiebilanz Q"H Primärenergie Q"p spez.wärmeverlust H'T LuftwechselVerluste Qv WärmebrückenVerluste Qwb TransmissionsVerluste Qt solare Gewinne Qs interne Gewinne Qi Q"p Q"w Maximalwert Q"H Maximalwert H'T 4.2% Fenster.% Dachfläche/Obere Geschossdecke +.% Grundfläche/Kellerdecke +14.7% Wärmebrücken +.% Luftwechselverlust 2.5% interne Wärmegewinne +16.2% Heizwärmebedarf +.% Warmwassererwärmung 5 kwh/a +64.9% Anlagenaufwandszahl ep (%) die Prozentangabe entspricht einer Verbesserung gegenüber der Bezugsvariante durch Holzpellets BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 28 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 29 Variante 2: Wärmepumpe, Lüftung mit WRG Wandaufbau verbessert ErdreichWärmepumpe Lüftung mit Wärmerückgewinnung Fenster mit 3Scheiben Verglasung, U W = 1, W/(m²K) U AW =,15 W/(m²K), U D =,12 W/(m²K), U KD =, W/(m²K) Gewinne Verluste kwh/m² Energiebilanz Q"H Primärenergie Q"p spez.wärmeverlust H'T 5 5 LuftwechselVerluste Qv WärmebrückenVerluste Qwb TransmissionsVerluste Qt solare Gewinne Qs interne Gewinne Qi 5 5 Q"p Maximalwert Q"w Q"H Maximalwert H'T Feld Faserdämmstoff Faserdämmstoff Wandaufbau U =,15 W/(m²K) Bauteil Gipskarton OSB Holzfaserplatte Rahmen ca. 1% Fichte KVH Dicke in mm Wärmeleitfähigkeit in W/mK Feld,21,4,4,13,45 Rahmen,21,13,4 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 3 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 31
7 Variante 2: Wärmepumpe, Lüftung mit WRG Variante 3: Brennwerttechnik, Solar, Lüftung mit WRG Musterhaus BayWaEnEV ==> Wärmepumpe +.% Wände +7.7% Fenster +3.8% Dachfläche/Obere Geschossdecke +35.2% Grundfläche/Kellerdecke +1.9% Wärmebrücken +.% Luftwechselverlust 3.7% interne Wärmegewinne +36.8% Heizwärmebedarf +.% Warmwassererwärmung 5 kwh/a +26.9% Anlagenaufwandszahl ep (%) die Prozentangabe entspricht einer Verbesserung gegenüber der Bezugsvariante UWerte von,2 auf,15 UWerte von 1,4 auf 1, UWerte von,18 auf,12 UWerte von,43 auf, detaillierter Nachweis durch Wärmepumpe+Lüftung U AW =,18 W/(m²K), U D =,15 W/(m²K), U KD =,3 W/(m²K), U W = 1,3 W/(m²K) Lüftung mit Wärmerückgewinnung Solaranlage für Heizung und Warmwasser Gewinne Verluste kwh/m² Energiebilanz Q"H Primärenergie Q"p spez.wärmeverlust H'T LuftwechselVerluste Qv WärmebrückenVerluste Qwb TransmissionsVerluste Qt solare Gewinne Qs interne Gewinne Qi Q"p Maximalwert Q"w Q"H Maximalwert H'T BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 32 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 33 Variante 4: Brennwerttechnik, Solar, Lüftung m. WRG Variantenvergleich KfW 6 Keller unbeheizt U AW =,15 W/(m²K), U D =,12 W/(m²K); U KD =, W/(m²K), U W = 1,3 W/(m²K) Lüftung mit Wärmerückgewinnung Solaranlage für Warmwasser, Thermostate mit 1K Auslegungsprop.bereich Gewinne Verluste kwh/m² Energiebilanz Q"H Primärenergie Q"p spez.wärmeverlust H'T LuftwechselVerluste Qv WärmebrückenVerluste Qwb TransmissionsVerluste Qt solare Gewinne Qs interne Gewinne Qi Maximalwert Q"w BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 34 Q"p Q"H Maximalwert H'T Holzpelletsheizung 1., Solaranlage 9., Lüftung mit WRG 9., 9., Mehrkosten gesamt ca. 11., ca. 33., ca. 24., Basis Var. 1 Var. 2 Var. 3 U AW,2,18,15,18 U W 1,4 1,4 1, 1,3 U D,18,18,12,15 U KD,43,35,,3 Mehrkosten Hülle 95, 9., 6., Wärmepumpe + FBH 15., Var. 4,15 1,3,12, 8., 6., 9., ca. 23., Die Kosten basieren auf Angaben einzelner Hersteller und sind nicht repräsentativ! BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 35
8 Variantenvergleich KfW 6 Keller unbeheizt Variantenvergleich KfW 6 Keller unbeheizt Energie und Wartungskosten Basis Var. 1 Var. 2 Var. 3 Var. 4 Mehrkosten gesamt ca. 11., ca. 33., ca. 24., ca. 23., Jährliche Verbrauchskosten Gas /Öl/Pellets 8, 8,* 3, 3, Strom 7, 1, 15, 15, Heizstrom 45, Wartung 15, 2, 5, 2, 2, Kaminkehrer 51, 1, 51, 51, Jahreskosten ca. 1.1, ca. 1.2, ca. 5, ca., ca., Verbrauchskosten aus Endenergieverbrauch nach EnEV, d.h. für Standardklima. *) Holzpelletskessel sind nach DIN 471 T1 mit ungünstigem Wirkungsgrad bewertet. Energiekosten /a 1 5 Musterhaus BayWaEnEV 178 AW+WB berechnet 966 Wärmepumpe 57 BW HU Solar WRG 699 Solar BW WRG 71 Holzpellets 119 KfW 4 Pellets 1 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 36 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 37 Variantenvergleich KfW 4 Fall B: Keller beheizt Variantenvergleich KfW 4 Keller beheizt Basis Var. 1 Var. 2* U AW,2,15,12 U KW U W Mehrkosten Hülle Wärmepumpe + FBH Holzpelletsheizung,3,3 12., 8.,,3 1,4 1,3 1, U D,18,12,12 U B,43,3,2 16., 1., *: ohne Erker und WiGa Basis Var. 1 Mehrkosten gesamt ca. 18., Jährliche Verbrauchskosten Gas /Öl/Pellets 8, 7,* Strom 7, 7, Heizstrom Wartung 15, 2, Kaminkehrer 51, 1, Var. 2 ca. 48., 5, 5, Solaranlage 9., Jahreskosten ca. 1.1, ca. 1.5, ca. 55, Lüftung mit WRG 11., Mehrkosten gesamt ca. 18., ca. 48., Die Kosten basieren auf Angaben einzelner Hersteller und sind nicht repräsentativ! BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 43 Verbrauchskosten aus Endenergieverbrauch nach EnEV, d.h. für Standardklima. *) Holzpelletskessel sind nach DIN 471 T1 mit ungünstigem Wirkungsgrad bewertet. BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 44
9 Fazit Passivhaus KfW 6 Standard wird auch im Holzbau nicht geschenkt Mehraufwand zum Teil erheblich. Kosteneinsparpotentiale durch ideale Kombination aus Wärmedämmung und Gebäudetechnik. Wärmebrücken sollten immer minimiert und mittels eines Wärmebrückenkataloges oder einer Berechnung einzeln nachgewiesen werden. KfW 4 (außer mit Pellets) nur bei optimiertem A/V Verhältnis machbar. Holzheizung sind auf Grund des niedrigen Primärenergiekennwertes bevorzugt. Weniger Primärenergieeinsatz bedeutet nicht unbedingt niedrigere Verbrauchskosten. EnEV als Verfahren zur Heizkostenberechnung nur bedingt geeignet!! Einführung Energieverbrauch Behaglichkeit Lüftungstechnik Versorgungstechnik Beispiele BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 45 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 46 Passivhaus Energieversorgung Jahresheizwärmebedarf von Gebäuden Optimierung sollte beim Entwurf beginnen: Kleineres A/V Auf Erker, Gaube und Wintergarten evtl. verzichten Mehr Fenster südseitig, weniger Ost/West und Nord Rahmenanteile reduzieren (größere Fenster) Vorprojektierung mit dem PHPP schon in der Planungsphase! Beim Passivhaus wird durch die Art der Berechnung auch die Endenergie minimiert. d.h. Verbrauchskosten werden minimiert! gesamtheitliche Betrachtung inklusiv Haushaltsstrom Heizwärmebedarf kwh/(m²a) Bestand WSVO 84 WSVO 95 EnEV 2 3lHaus Passivhaus NullheizenergieHaus Heizwärme? Energieautarkes Haus BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 47 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 48
10 Endenergiebedarf Was ist ein Passivhaus? EndEnergiebedarf kwh/(m²a) HHStrom Lüfterstrom Warmwasser Heizwärme Ein Passivhaus ist ein Gebäude mit derart geringem Heizwärmebedarf, dass die Wärme über das ohnehin vorhandene Zuluftsystem zugeführt werden kann. Bestand WSVO 84 WSVO 95 EnEV 2 3lHaus Passivhaus NullheizenergieHaus Energieautarkes Haus PassivhausKriterium: maximal zulässiger Jahresheizwärmebedarf von 15 kwh/(m²a) BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 49 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 5 Funktionsweise 3: Luftdichte Hülle n 5 <,6 h 1 Südausrichtung 3Scheiben Glas Zuluft Abluft LuftLuft Wärmetauscher 1: Kompakte Form A/V 2: Umlaufende Wärmedämmung UWerte: <,12 W/(m²K) Fortluft Frischluft kapitalisierte Kosten (schematisch) Passivhäuser: ohne konventionelle Heizung Einsparung am Heizsystem Gesamtkosten Energiekosten Mehrinvestition Niedrigenergiehäuser Energiekennwert kwh/m²a Quelle: PHI BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 51 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 52
11 Wichtige Kennwerte Wandaufbau Passivhaus Maximal zulässiger Jahresheizwärmebedarf von 15 kwh/(m²a) Maximale Heizlast 1 W/m² (nur dann Frischluftheizung möglich) Maximale Undichtheit: n 5 =,6 h 1 Wärmebrückenfreiheit Ψ,1 W/(mK) Primärenergiebedarf 12 kwh/(m²a), inkl. Haushaltsstrom Feld Faserdämmstoff Faserdämmstoff Wandaufbau U =,11 W/(m²K) Bauteil Gipskarton OSB Holzfaserplatte Rahmen ca. 1% Fichte KVH Dicke in mm Wärmeleitfähigkeit in W/mK Feld,21,4,35,13,4 Rahmen,21,13,13 5 Holzfaserplatte 22,45 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 53 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 54 Wandaufbau Passivhaus Wärmebrücken optimiert / schlecht Überprüfung mit FiniteElement Programm AWFenster, /,1 First,6 / AWDach,6 /,5 Überdämmung der Ständer entscheidend AWDecke,1 /,2 AWEcke,6 gute Übereinstimmung mit UWert Berechnung nach DIN 6946 AWDecke,5 /,4 IWDecke,1 /,6 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 55 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 56
12 Behaglichkeit Behagliches Wohnklima Thermische Behaglichkeit: Temperaturen Strahlungstemperaturasymmetrie Luftgeschwindigkeiten Luftqualität: CO 2 Konzentrationen und Schadstoffe BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 57 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 58 Strahlungstemperaturasymmetrie beim Standardfenster Kaltluftabfall Strahlungstemperatur linker Halbraum: 2 C Strahlungstemperatur linker Halbraum: 15 C U W = 1,5 W/(m²K) U W = 1,5 W/(m²K) V >,15 m/s Raum 2 C Außen 15 C Raum 2 C Außen 15 C BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 59 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 6
13 Herkömmliche Methode Strahlungstemperaturasymmetrie beim Passivhausfenster optimiertes Fenster? Strahlungstemperatur linker Halbraum: 2 C Strahlungstemperatur linker Halbraum: 18 C U W =,8 W/(m²K) optimierte Heizkörper BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 61 Raum 2 C Außen 15 C BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 62 Beispiel Passivhausfenster Beispiele für Einbau: Holzbau BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 66 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 67
14 Luftdichtheit und Wohnraumlüftung Gebäudedichtheit und Wohnraumlüftung Luftdichte Bauweise: Vermeidung von Zugerscheinungen Minimierung der Lüftungswärmeverluste Vermeidung von Bauschäden Prüfung durch blower door n 5 <,6 h 1 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 68 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 69 Außenluftvolumenstrom ALS nach Pettenkoferkriterium Luftdichtheit und Wohnraumlüftung Außenluftrate pro Person 1 [m³/h] CO Emission pro Stunde und Person 2 Schlafen (12 l/h) Mittel (18 l/h) Arbeit (23 l/h) Kontrollierte Wohnraumlüftung: Sicherstellung einer optimalen Luftqualität Minimierung der Lüftungswärmeverluste durch Wärmerückgewinnung Vermeidung von Zugerscheinungen beim Fensterlüften Verteilung der nötigen Restheizwärme über das Lüftungsnetz,6,8,1,12,14 [Vol%] einzuhaltende CO 2 Konzentration im Raum BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 7 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 71
15 KomfortLüftungsanlage Lüftungsgerät Effektiver Wärmebereitstellungsgrad 85% Gleichstrommotoren Sommerbypass Zuluftvorheizung Volumenstrombalance Aerex Haustechnik BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 72 Aerex Haustechnik BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 73 Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung Energiebilanz: Jahresheizwärmebedarf Bestandteile : Grobfilter (1), Feinfilter (2) DCVentilatoren (3) Frostschutzheizung (4) Bypassklappe (5) KreuzGegenstromwärmetauscher (6) Kondensatablauf (7) Transmissionsverluste Lüftungsverluste Interne Gewinne Solare Gewinne Heizwärme BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 74 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause /
16 Beispiel Energiebilanz: Jahresheizwärmebedarf 7 Heizwärme in kwh/(m 2 Jahr) ,8 19,8 14,9 9,9 26,1 33,2 Einsparung durch EWT Einsparung durch WRG Lüftung Transmission Nutzbare solare Gewinne Nutzbare interne Gewinne Versorgungstechnik im Passivhaus 1 14 Heizung Gewinne Verluste BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 76 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 77 Anforderungen an die Haustechnik Einfamilienhaus ca. 2 m² Direktelektrisch Heizleistung 2 kw Warmwasserbereitung für 5 Personen Wärmeverteilung über Lüftungsanlage Luftwechsel,3 h 1 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 78 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 79
17 Kompaktaggregat Kompaktaggregat Kompaktgerät: AbluftWärmepumpe Lüftung mit WRG Elektr. Nachheizung Warmwasserbereitung Solaranlage Aerex Haustechnik BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 8 drexel & weiss BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 81 Kompaktaggregat Kompaktaggregat im MFH Sole ABL ZUL Dezentrale Lüftungseinheit für 8 14m³/h mit Grobstaubfilter in der Abluft und optionalem ZuluftHeizregister ABL ZUL NT Dezentrale Wärmepumpe inkl. Warmwasserspeicher mit 2 Liter Thermische Leistung ca. 1,7kW DN 355 unisoliert AUL Schalldämpfer Zentralgerät Zentralgerät für ca. 12 m³/h mit Grob und Feinstaubfilter Wärmerückgewinnung ca. 86% SoleLuftWärmetauscher zur Vorerwärmung bzw. Kühlung der Aussenluft, Druckkonstant geregelte Gleichstromventilatoren G4 F7 G4 P= FOL drexel & weiss drexel & weiss Soledurchströmter Erdreichwärmetauscher für eine Leistung von 1 2 kw (je nach Konzeption) BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 82 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 83
18 Kompaktaggregat im MFH Kompaktaggregat im MFH Sole ABL ZUL Zentralgerät für ca. 12 m³/h mit Grob und Feinstaubfilter Wärmerückgewinnung ca. 86% SoleLuftWärmetauscher zur Vorerwärmung bzw. Kühlung der Aussenluft, Druckkonstant geregelte Gleichstromventilatoren AUL FOL G4 F7 G4 P= Schalldämpfer Zentralgerät Dezentrale Lüftungseinheit für 8 14m³/h mit Grobstaubfilter in der Abluft und optionalem ZuluftHeizregister ABL ZUL NT Dezentrale Wärmepumpe inkl. Warmwasserspeicher mit 2 Liter Thermische Leistung ca. 1,7kW DN 355 unisoliert Soledurchströmter Erdreichwärmetauscher für eine Leistung von 1 2 kw (je nach Konzeption) drexel & weiss BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 84 drexel & weiss BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 85 Holzpellets / Stückholz HolzpelletsPrimärofen Wodkte BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 86 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 87
19 Vergleich Primärenergie Variantenvergleich Passivhaus ca. 2 m² Wohnfläche : direkt elektrisch 2: Kompaktaggregat 3: Pelletsheizung Var. 1 Var. 2 Mehrkosten Technik ca. 15., Jährliche Verbrauchskosten Var. 3 ca. 12., kwh/(m²a) Pellets Strom Heizstrom Wartung 3, 1, 1, 6, 5,, 5, 2 Kaminkehrer 5, 1 Jahreskosten ca. 65, ca. 55, ca. 3, Endenergie WW+Heizung Endenergie Hilfsenergie Endenergie gesamt Primärenergie Verbrauchskosten aus Endenergieverbrauch nach PHPP, für Klima München BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 89 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 9 Messergebnisse Messergebnisse Prognosen BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 91 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 92
20 Messergebnisse Prognose Quelle: Fraunhofer Institut Juli 24 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 93 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 94 Röthelheimpark Beispiele 8 Passivhäuser, Erlangen Röthelheimpark Holzständerbau mit Zellulosedämmung Heizung: Pelletofen, elektrisch Solaranlage zur Warmwasserbereitung Auftraggeber: Hans Mauss KG BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 95 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 96
21 Röthelheimpark Röthelheimpark BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 97 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 98 Röthelheimpark Röthelheimpark BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 99 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 1
22 Röthelheimpark Schloßberg Passivhaus Schlossberg Holzständerbau, Holzfaserdämmung Kachelofen und 13m² Solaranlage BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 11 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 12 Ottobrunn Ottobrunn Dreifamilienhaus, Ottobrunn Ziegelbau, PU und PS Dämmung Heizung: EisWasser Wärmepumpe 2 m² Solaranlage für Heizung und Warmwasser Solarstromdach mit amorphen Modulen BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 13 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 14
23 Teisendorf Icking Einfamilienhaus Teisendorf Polystyrol Schalungssteine Heizung: Wärmepumpenkompaktaggregat 1 m² Solaranlage zur Warmwasserbereitung BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 15 Einfamilienhaus Icking Holzständerbau (TJI), Zellulosedämmung Heizung: Kompaktaggregat Solaranlage für Warmwasser BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 16 Egling Wolfratshausen Einfamilienhaus Egling Holzständerbau (TJI), Zellulosedämmung Heizung: Kompaktaggregat Solaranlage für Warmwasser BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 17 Einfamilienhaus Wolfratshausen Holzständerbau (TJI), Zellulosedämmung Heizung: Kompaktaggregat Solaranlage für Warmwasser BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 18
24 Oberaudorf Samerberg Einfamilienhaus Oberaudorf Holzständerbau, Zellulosedämmung Heizung: Stückholz Kaminofen Solaranlage für Warmwasser BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 19 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 11 Samerberg Samerberg BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 111 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 112
25 Samerberg Samerberg BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 113 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 114 Samerberg Samerberg Einfamilienhaus Samerberg Holzständerbau, Steinwolle und Holzfaserdämmung Heizung: Holzpelletofen 13 m² Solaranlage für Heizung und Warmwasser, 3,42 kwp Fotovoltaik BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 115 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 116
26 Fazit Ende Passivhaus bedeutet integraler Planungsansatz Gebäudehülle thermische Behaglichkeit im Winter und Sommer Luftqualität niedriger Endenergieverbauch, niedrige Energiekosten Stromverbauch inkl. Haushaltsstrom KfW Kriterien führen nicht immer zu Energiesparhäusern da Primärenergie entscheidend und nicht Endenergie Tabellenverfahren für Haustechnik zu ungenau keine Betrachtung des Haushaltsstromverbauches Sommerfall nur nach EnEV bewertet (Minimalansatz) Standardklimadaten Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Let s go passive BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 117 BayWa Holzbautag 27 Prof. Dr. Harald Krause / 118
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