Das Passivhaus.

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1 Das Passivhaus

2 Gliederung: 1. Das Passivhaus 1.1 Einleitung 1.2 Möglichkeiten Wärmedämmung Lüftung Heizung 1.3 Kosten, Nutzen Nutzen Kosten Mehrkosten beim Passivhaus Minderkosten beim Passivhaus 1.4 Förderung 2. Das Passivhaus als Schulgebäude 2.1 Einleitung 2.2 Anforderungen 2.3 Beispiel zur Umsetzung 3. Fazit 4. Quellen 5. Erklärung

3 1.1Einleitung 1.Das Passivhaus Das Passivhaus wird deshalb als Passivhaus bezeichnet, weil es den Wärmebedarf eines Hauses aus passiven Quellen, wie Wärmedämmung und Lüftungsanlage, deckt. Somit wird der Gebrauch von aktiven Quellen vermindert und es entsteht ein geringerer Energieverbrauch. Ich möchte in meinem Artikel die Möglichkeiten der Realisierung des Passivhauses klären und die Entstehenden Kosten bzw. Nutzen diskutieren. 1.2 Möglichkeiten Wärmedämmung Im Passivhaus wird Energie größtenteils durch die Vermeidung von Energieverlusten eingespart. Hierzu dient in erster Linie eine Gute Wärmedämmung (aller umfassender Flächen) und eine dichte Gebäudehülle. Dreifach verglaste, mit selektiven Schichten in jedem Scheibenzwischenraum und dem Edelgas Argon ausgestattete Fenster bieten einen optimalen Wärmeschutz. Zwar erreicht ein solches Fenster nicht den Standard einer gut gedämmten Wand, jedoch weißt es im Winter durch solare Energiegewinnung eine positive Energiebilanz auf. Im Zwischenraum integrierte Rollläden können Energieverluste durch Energiebrücken im Bereich zwischen Fenster und Rollladen vermeiden. Auch schmale Rahmen tragen zu einer besseren Energiebilanz bei, weil sie den Glasanteil und somit den Anteil der solaren Energiegewinnung erhöhen. Auch die richtige Verbindung zwischen Fenster und Wand sind für eine gute Isolation von Bedeutung. Lüftung Durch die gute Isolation der Passivhäuser ist kein natürlicher Luftaustausch vorhanden. Deshalb greift man zu Lüftungsanlagen, welche verbrauchte Luft abtransportieren. Gleichzeitig dient diese als Heizung, indem sie die von außen kommende Zuluft erwärmt und im Haus verteilt. Hierzu gibt es zwei Möglichkeiten. Die Passivlüftung und die Aktivlüftung.

4 Bei der Passivlüftung kann die Luft durch einen Erdwärmeübertrager vorgewärmt, bzw. vorgekühlt werden. Hierzu verlegt man ein Rohr unter der Erde, welches mit der Lüftung des Hauses verbunden ist. Die Aktivlüftung hingegen tritt häufig durch eine Wärmeübertragung zwischen Wasser und Luft in Kraft. Hierzu wird allerdings eine Wärmepumpe oder ein elektrisches Nachheizregister benötigt. Der Austausch der Luft durch das Lüftungssysthem erfolgt in etwa alle 1-4 Stunden. Somit wird die Qualität der Raumluft maximiert. Die dadurch entstehenden Nebeneffekte, wie Zugluft oder Geräusche sind kaum bis überhaupt nicht bemerkbar. Die frische Luft wird zuerst in Wohn- und Schlafräume transportiert und gelangt von dort durch sogenannte Überstromöffnungen, wie Lüftungsschächte über den Türen oder Spalte zwischen Tür und Boden in andere Teile des Hauses. Von hieraus wird die verbrauchte Luft, als Abluft, durch Kanäle und den Wärmeübertrager nach draußen transportiert. Hierbei wird die Wärme der Abluft durch den Gegenstromwärmeübertrager auf die neue Zuluft übertragen. Diesen Prozess nennt man Wärmezurückgewinnung. (Es findet keine Vermischung der Luft statt.) Heizung Da in Passivhäusern durch die optimale Dämmung und Lüftung ein enormer Teil der aufzubringenden Heizwärme durch die Wärmeabgabe von Personen oder Geräten, sowie die solare Energiegewinnung durch die Fenster aufgebracht werden kann, beschränkt sich die erforderliche Wärmeerzeugung fast ausschließlich auf den Warmwasserenergiebedarf. Deshalb nutzt man häufig ein sogenanntes Kompaktgerät. Dies enthält eine kontrollierte Wohnraumlüftung, die Warmwasserbereitung, eine Mini-Wärmepumpe, sowie eine Elektrozusatzheizung. Es handelt sich hierbei also keinesfalls um eine gewöhnliche Gebäudeheizung.

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6 1.3 Kosten, Nutzen Nutzen Konstante Innentemperatur und Luftqualität Durch die gute Dämmung und die Lüftungsanlage herrscht im ganzen Haus eine konstante und gleichmäßige Temperatur. Alle Böden sowie Wände sind gleich warm. Einem Schimmelbefall durch kalte oder nasse Wände ist somit vorgebäugt. Die Wärmedämmung sowie die Lüftungsanlage sorgen für einen ständigen Temperaturausgleich im Sommer sowie im Winter. Die kontrollierte Wohnraumlüftung sorgt durch die häufige und regelmäßige Lüftung für eine gut Luftqualität. Sie kann außerdem die Funktion einer Heizung übernehmen. Hierbei ist jedoch zu bemängeln, dass eine seltenere Lüftung, welche der durch die hohe Luftwechselrate entstehenden niedrigen Luftfeuchtigkeit entgegen wirken soll, zu einer Verminderung der Heizfunktion führt. Es werden jedoch Geräte zur Feuchterückgewinnung angeboten. Kosten Der Neubau eines Passivhauses ist in etwa 5-15% teurer, als der eines normalen Hauses. Der Umbau eines nach konventionellen Methoden gebauten Hauses, zu einem Passivhaus hat hingegen etwa 12-18% Mehrkosten. Um die Mehr- sowie Minderkosten zu verdeutlichen möchte ich eine Auflistung der Quelle anführen. Mehrkosten beim Passivhaus Besonders gute Wärmedämmung Materialkosten für den Dämmstoff (nach Volumen) Lüftungstechnik mit Wärmerückgewinnung Sehr gut dämmende Fenster mit Dreifach-Wärmeschutzverglasung Aufwändigere Detaillösungen für die Abdichtung, da die luftdichte Hülle notwendig ist In manchen Fällen Aufwand bei Sonderlösungen (z.b. für eine Katzenklappe)

7 Minderkosten beim Passivhaus Kaminzüge nicht notwendig hierdurch etwas mehr Wohnfläche (0,5m x 0,5m = 0,25m²) und keine Kaminkehrerkosten bei Wärmepumpe bei Gasbrennwerttechnologie (Vor allem bei Mehrfamilienhäusern mit raumluftunabhängiger Betriebsweise. Ein Doppelrohr im Dachgechoß ist ausreichend.) keine Heizkörper, keine Wand- oder Fußbodenheizung und dazu zugehörige Technik Heizungs- oder Brennstofflagerraum nicht notwendig Geringere Unterhaltskosten für Warmwasser und Heizung 1.4 Förderung Der Bau von Passivhäusern wird von der Kreditanstalt für Wiederaufbau durch einen zinsvergünstigten Darlehn gefördert. Es gibt desweiteren regionale Förderprogramme und Finanzierungshilfen. 2. Das Passivhaus als Schulgebäude 2.1 Einleitung Es werden zwar immer mehr öffentliche Einrichtungen und Schulgebäude als Passivhäuser gebaut oder nach dem Standard eines Passivhauses saniert, es gibt jedoch weiterhin unzählige Schulgebäude, welche als Energieschleuder zu bezeichnen sind. Ich möchte im zweiten Teil meines Artikels die Anforderungen an ein Schulgebäude mit Passivhausstandart erläutern und einige Möglichkeiten ihrer Umsetzung nennen.

8 2.2 Anforderungen Die Anforderungen für Schulgebäude mit Passivhausstandard lauten nach der 33 Arbeitskreissitzung des Passivhaus Instiuts Darmstadt wie folgt: 1. Jeder zeitgemäße Schulbau muss über eine hygienischen Kriterien gerecht werdende kontrollierte Lüftung verfügen. 2. Im Interesse eines noch vertretbaren investiven und betriebstechnischen Aufwandes sollten die Luftmengen der Schulraumlüftung sich jedoch nicht an den Obergrenzen der Komfortanforderungen, sondern ausschließlich an gesundheitlichen und pädagogischen Zielen orientieren. Daraus ergeben sich CO 2 Grenzwerte zwischen 1200 und 1500 ppm und Projektierungsluftmengen zwischen 15 und 20 m³/person/h (evtl. mehr bei höherem durchschnittlichen Schüleralter). 3. Im Interesse vertretbarer Betriebskosten müssen die Lüftungsanlagen bei Schulraumlüftung zeitlich intermittierend bzw. nach Bedarf betrieben werden. Aus hygienischen Gründen ergeben sich Vor- und Nachspülzeiten vor bzw. nach der Belegung. Als einfachste Lösung ist eine Zeitsteuerung ausreichend. 4. Passivhausschulen müssen so projektiert werden, dass neben der Beheizbarkeit durch die Zuluft auch eine morgendliche Anheizbarkeit auf gute thermische Behaglichkeit im Rahmen der Zuluft-Vorspülung möglich ist. 5. Oben aufgeführte Kriterien sind erfüllbar, wenn unter den Randbedingungen der Schulnutzung die Gebäudehülle und die Wärmerückgewinnung so ausgelegt werden, dass der Jahresheizwärmebedarf nach PHPP kleiner gleich 15 kwh/(m²a) (bezogen auf die gesamte Nettonutzfläche) wird.

9 6. Nebenbedingungen a) Aus Gründen der Vermeidung von Temperatur-Asymmetrie wird als Nebenbedingung auch für Passivhaus-Schulen für die Fenster ein Fenster-U w kleiner gleich 0.85 W/(m²K) inkl. Einbauwärmebrücken empfohlen. b) Die Gebäudehülle muss sehr gut luftdicht gebaut sein. Es wird n 50 < 0.6 h -1 gefordert und < 0.3 empfohlen. 7. Der Jahresprimärenergiebedarf nach PHPP für alle in das Schulgebäude gelieferte nicht erneuerbare Energie soll kleiner gleich 120 kwh/(m²a) (bezogen auf die gesamte Nettonutzfläche) sein. 8. Die sommerliche Behaglichkeit in einer Passivhausschule sollte auf > 25 unter 10%begrenzt werden. Dazu sind eine ausreichende Nachtlüftung in Hitzeperioden (die Lüftungsanlage mit wirksamen Sommerbypass ist dafür geeignet, aber auch freie Lüftung ist möglich) und eine wirksame Verschattung der Solareinstrahlung durch Verglasungen unverzichtbar. 9. Die gesamte wirksame flächenspezifische Wärmespeicherfähigkeit der Raumumfassungsbauteile sollte c wirk >150 Wh/(m²K) { 540 kj/(m²k) }(bezogen auf die Klassenraumgrundfläche) sein. Alternativ müssen zusätzlich Kühlpotentiale (über Nachtlüftung und Verschattung hinaus) erschlossen werden. Diese Anforderungen kommen dann zum Einsatz, wenn eine Schule für ihren Bau, bzw. die Sanierung, die Förderung durch einen zinsvergünstigten Darlehn von der Kreditanstalt für Wiederaufbau anfordert.

10 2.3 Beispiel zur Umsetzung Im Frankfurter Stadtteil Riedberg wurde eine Grundschule und Kindertagesstätte, 2004, nach den Anforderungen eines Passivhauses umgebaut. Nach dem Umbau wurde die Schule, im Auftrag der Stadt Frankfurt, 2 Jahre lang mit Messungen begleitet. Bei den Messungen ging es haubtsächlich um den tatsächlichen Energieverbrauch, die Luftqualität, den Luftwechsel im Klassenraum, Messungen an der Lüftungsanlage, die Funktion der Wärmedämmung, sowie Messungen zum Luftwechsel im Eingangsbereich. Ergebnisse der Messungen Bei den Ergebnissen der Messungen stellte man fest, das im Sommer sowie im Winter fast durchgehend eine konstante Temperatur erreicht wurde. Die sommerliche Überhitzung des Raumes viel außerdem viel geringer und seltener aus als erwartet. Daraus ergibt sich ein hohe thermische Behaglichkeit in den Klassenräumen. Es konnte außerdem nachgewiesen werden, dass bei sinngemäßer Nutzung der Lüftungsanlage eine angemessene Luftqualität ( 16,4 m³/h/person) und ein relativ niedriger CO2-Bestand herrscht. Im Winter beträgt die Wärmebereitstellung durch die Lüftungsanlage 84,2%, womit das Stromeffizienzkriterium eingehalten wird. Der Wärmebereitstellunsgrad wird jedoch durch die langen Leitungen zu den einzelnen Räumen verkleinert. (auf 74%) Trotzdem beträgt die Einsparung von Heizkosten im Winter, gegenüber anderen Schulen, fast 90%. Es gab jedoch einen gewissen Mehrverbrauch im Vergleich zur vor dem Bau hergestellten Projektierung, welcher nicht aufgeklärt werden konnte. Die gesamte Energiebilanz des Hauses beträgt jährlich 59,2 kwh/(m²a). Die Anforderungen an den Passivhausstandard liegen bei max. 120 kwh/(m²a). Der Verlust von Wärme durch den Eingangsluftwechsel hält sich in Grenzen, auf Grund der langen Schließzeiten und der geregelten Eingangssituation. Der Wärmeverlust beträgt lediglich 0,5kWh/(m²a). Auch die Funktion der Dämmschürzen bewehrt sich. Jedoch zeigt sich, dass die Verwendung von Dämmschürzen bei schlechter Bodendämmung immer problematisch seien kann. Es sollten also immer entsprechende, auf die Konstruktion abgestimmte, Sicherheiten eingebaut werden.

11 3. Fazit Zwar kann man an den Messergebnissen des Passiv-Schulhauses am Riedberg deutliche Erfolge erkennen, jedoch gibt es auch immer wieder Rückschläge bei Passivhaus-Schul-Projekten. Im Gespräch mit Herrn Jürgen Jansen, Architekt, welcher mit dem Passivhaus-Institut Darmstadt zusammenarbeitet, konnte ich einige Mängel an Passivhäusern im Öffentlichen Bereich erfahren. So werden Passiv-Schulhaus-Projekte nach ihrem Bau häufig nicht sinngemäß weitergeführt. Ein falscher Umgang mit der Lüftungsanlage behindert ihre Funktion. So kann zum Beispiel ein zu häufiges oder zu seltenes Lüften durch die Anlage die Luftqualität verändern oder die Luftfeuchtigkeit verringern und die Heizfunktion einschränken. Ein häufiges zusätzliches Lüften über Fenster in den Klassenräumen behindert in erster Linie die Heizfunktion der Lüftungsanlage und führt somit zu einem Wärmeverlust. Auch eine ungeregelte Eingangssituation, wie sie in vielen öffentlichen Gebäuden besteht und ein häufiges Offenstehen der Türen verstärken diesen Aspekt. Da Schulen über Nacht oder in den Ferien nicht genutzt bzw. bewohnt werden lohnt sich die Wärmedämmung nur langsam. Denn eine normale Heizung kann über diese Zeiträume jederzeit an oder aus gestellt werden. Trotz allem ist der Fakt, dass viele Schulen regelrechte Energieschleudern sind nicht zu vernachlässigen. Fragwürdig bleibt jedoch ob das Passivhaus der richtige weg ist dies zu bekämpfen.

12 4. Quellen

13 5. Erklärung Ich erkläre, dass ich die vorliegende Facharbeit ohne fremde Hilfe angefertigt und nur die im Literaturverzeichnis angeführten Hilfsmittel und Quellen benutzt habe. Ort, den... (Unterschrift)