Passivhaus Bewährter Standard mit neuer Klassifizierung. Hocheffiziente Komponenten Für Neubau und Sanierung

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1 Passivhaus Bewährter Standard mit neuer Klassifizierung Hocheffiziente Komponenten Für Neubau und Sanierung Dr.-Ing. Benjamin Krick, Passivhaus Institut Ein Passivhaus ist ein nachhaltiges Haus! NORMALES Haus Normale Investitionskosten Hoher Energiebedarf Hohe Kosten Hoher Kapitalabfluss in mglw. Problematische Regionen Nachhaltigkeit braucht Erneuerbare! PASSIVHAUS Ist NICHT nachhaltig: Kommt uns teuer zu stehen Erhöhte Investitionskosten Minimaler Energiebedarf Nachhaltig und regional bereitstellbar Höhere regionale Wertschöpfung KMUs profitieren Mehr Arbeitsplätze Mehreinnahmen für den Staat Energie in Bürgerhand: Regionale Akteure profitieren Bessere Versorgungssicherheit Verringerte Umweltbelastung Ist nachhaltig. Und günstiger. Und komfortabler. Einfach besser! Das PER-System Primärstromerzeugung H 2 O Direkte Versorgung Kurzzeitspeicher Langzeitspeicher Elektrolyse O 2 Brennst. Z. H 2 O H 2 - Speicher Grafik PHI 2014 Das System der erneuerbaren Primärenergie (PER) 1

2 PER-faktoren: PER-Faktoren sind abhängig von: - Der Anwendung - Dem regionalen Klima Anwendung Energieträger PER-Faktor* Primärstrom 1.0 Heizung EE- Methan 1.8 Warmwasser Strom 1.3 Haushalt Strom 1.4 Heizung Strom 1.7 Biomasse 1.1 *Werte für Mitteleuropa Faktoren für das System der erneuerbaren Primärenergie Kritik am Plusenergieprinzip Endenergie 16 MWh/a Primärenergie PE 2,8: 45 MWh/a 13 MWh/a 3 PE 1,8: 23 MWh/a 22 MWh/a Inkl. Speicher: Andersherum ist es richtig: 16 MWh/a 2,5 13 MWh/a Speicherverluste: Faktor 1,5 19,5 MWh/a Darum haben wir das PER-System entwickelt! Erzeugung und Bedarf passen nicht zusammen! Nachhaltige Versorgungsstrategien Nahwärme in der Stadt 2

3 Nachhaltige Versorgungsstrategien Strom + Wärmepumpe Nachhaltige Versorgungsstrategien Biomasse + Solarthermie Aufgepasst bei Biomasse! Biomasse ist begrenzt verfügbar! Darum ist Bimoasse budgetiert auf 20 kwh PER /(m²a). Dieses Budget wird jeder Versorgungsvariante angerechnet. Alt oder neu? Das PHI führt ein neues Bewertungssystem für Passivhäuser ein. Zertifiziert werden kann weiterhin nach dem alten System. Sie haben die Wahl! Altes System Neues System Heizwärmebedarf, Kühlbedarf: 15 kwh/(m²a), Heizlast, Kühllast: 10 W/m², Luftdichtheit: 0,60 1/h Gesamtenergiebedarf: Nicht erneuerbare Primärenergie PE 120 kwh/(m²a) Gesamtenergiebedarf: Primerenergiebedarf ERneuerbar PER Energieerzeugung Darum geht es jetzt Sie haben die Wahl! 3

4 Die neuen Passivhausklassen Erneuerbare Energieerzeugung [kwh PER /(m² überbaut *a)] Premium Plus 30 Classic 4530 PER-Bedarf [kwh PER/(m² EBF*a)] 60 Die neuen Passivhausklassen Bewertung von On-Site Energierzeugung? Energieerzeugung am Gebäude ist wichtig!! Der Plusenergieansatz führt jedoch in die Irre: Sommerliche Erzeugung und Winterlicher Bedarf können nicht direkt verrechnet werden (Speicherverluste) Mehrgeschossige Bauten werden wegen ihres schlechteren Verhältnisses zwischen Dach- und Nutzfläche diskriminiert Lösung: Verwendung des PER-Systgem inkludiert Speicherverluste, Bezug der Erzeugung auf die Überbaute Fläche. Passive House Institute PHPP Aktuelles Gebäude Neue Klassen PER- Erzeugung [kwh/(m² Ground *a)] Premium Plus Classic PER aktuelles Gebäude PER- Bedarf - [kwh/(m² TFA*a)] Passivhaus Premium Passivhaus Plus Passivhaus Classic Aktuelles Gebäude 4

5 Beispiele Ausgangsfall Holzofen + 6 m² Solaranlage. Heizwärmebedarf: 8 kwh/(m²a) Passivhaus Wohngebäude Freundorfer Beispiele 200 PER- generation [kwh/(m² Ground*a)] Premium Plus 20 Classic PER- demand [kwh/(m² TFA *a)] Passive House Premium Passive House Plus Passive House Classic Current building 1a m² PV (komplettes Süddach): PER Erzeugung: 80 kwh/(m²a) 1. Basisfall: Scheitholz+ 6m² Solarthermie: Qh: 8 kwh/(m²a) PER Bedarf: 42 kwh/m²a) PER Erzeugung: 20 kwh/(m²a) Passivhaus Wohngebäude Freundorfer EXKURS: Hausbrand vs. KWK 20% Verluste Stove 80% Wärme 100% Biomass 20% Verluste 150% Wärme KWK Was tun mit Biomasse? WP 50% Strom 30% Wärme 180% Wärme 5

6 Beispiele PER- generation [kwh/(m² Ground*a)] Premium Plus 20 Classic PER- demand [kwh/(m² TFA *a)] Passive House Premium Passive House Plus Passive House Classic Current building 2. Luft-Wasser WP + 60 m² PV + Wind: PER Bedarf: 31 kwh/(m²a) PER Erzeugung: 128 kwh/(m²a) 1a m² PV (komplettes Süddach): PER Erzeugung: 80 kwh/(m²a) 1. Basisfall: Scheitholz+ 6m² Solarthermie: Qh: 8 kwh/(m²a) PER Bedarf: 42 kwh/m²a) PER Erzeugung: 20 kwh/(m²a) Passivhaus Wohngebäude Freundorfer Beispiele Ausgangsfall Gas Brennwertkessel. Heizwärmebedarf: 15 kwh/(m²a) Kindergarten Traunstein, Architekt: Architekturwerkstatt Vallentin Beispiele PER- generation [kwh/(m² Ground*a)] Premium Plus Classic PER- demand [kwh/(m² TFA *a)] Passive House Premium Current building Passive House Plus Passive House Classic 3a Elektroeffizienz, Wassersparamaturen, pha-fenster: Qh: 14 kwh/(m²a) PER demand: 30 kwh/(m²a) PE: 59 kwh/(m²a) aber Sole-Wasser WP für Heizung: PER Bedarf: 47 kwh/(m²a) PE: 90 kwh/(m²a) el. Durchlauferhitzer+ 175 m² PV (komplettes Dach): PER Bedarf: 59 kwh/(m²a) PER Erzeugung: 135 kwh/(m²a) PE: 94 kwh/(m²a) 1. Ausgangsfall: Gas-BW-Kessel: Qh: 15 kwh/(m²a) PE: 98 kwh/(m²a) PER Bedarf: 84 kwh/(m²a) Kindergarten Traunstein, Architekt: Architekturwerkstatt Vallentin 6

7 Examples Beispiele PER- generation [kwh/(m² Ground*a)] Premium Plus Classic PER- demand [kwh/(m² TFA *a)] Passive House Premium Current building Passive House Plus Passive House Classic 2. Electricity, lightning, DHW optimized, 60 m² PV (facade), 650 m² PV (complete roof): PER Bedarf: 30 kwh/(m²a) PER Erzeugung: 170 kwh/(m²a) PE: 56 kwh/(m²a) 1. Ausgangsfall: BHKW, 60 m² PV (Fassade), 200 m² PV (Dach): Qh: 14 kwh/(m²a) PE: 84 kwh/(m²a) PER Bedarf: 44 kwh/m²a) PER Erzeugung: 60 kwh/(m²a) AVZ Erdingermoos, Vallentin Hocheffiziente Komponenten Für Neubau und Sanierung Dr.-Ing. Benjamin Krick, Passivhaus Institut Komfort Heizkörper wirkt Kaltluft entgegen und reduziert Illustration PHI Strahlungsverluste Probleme in konventionellen Gebäuden Nicht komfortabel Kein Heizkörper nötig, wenn die Oberflächentemperatur nicht mehr als 4,2 K unter der operativen Temperatur liegt. Lösung: Verbesserte Komponenten Komfortabel Thermische Hülle verbessern 7

8 Komfort U max [W/(m²K)] ,2K U R m² K / W ( θ K θ K ) si op a U-Werte in Europa Illustration PHI Komfort Verglasungen in Europa Fenster & Wirtschaftlichkeit Window TWINtec duo TWINtec trio ENERsign plus ENERsign arctis Bottom Top/Side Bottom Top/Side Bottom Top/Side Bottom Top/Side 0,125 0,105 0,124 0,104 0,094 Frame wide [m] 0,61 U f [W/(m²K)] 1,50 1,47 1,29 1,29 Ψ edge [W/(mK)] 0,056 0,054 0,032 0,030 0,027 0,028 0,020 0,021 U g [W/(m²K)] 0,53 1,10 0,34 g [-] 0,51 0,62 0,46 U W (0,965*2,19 m) [W/(m²K)] 1,35 0,83 0,62 0,47 PH efficiency class not certifiable pha Selbst mit bestem Glas: Zertifierungskriterium verfehlt Fenster aus einem Hause im Vergleich 8

9 Fenster & Energieeffizienz Annual heating demand "Kranichstein" [kwh/(m²a)] Thickness of 0,022 W/(mK) for qh = 15 kwh/(m²a) [cm] kwh/(m²a), cm Window TWINtec duo TWINtec trio ENERsign plus ENERsign arctis Fenster aus einem Hause im Vergleich Fenster & Wirtschaftlichkeit ENERsign arctis ENERsign plus TWINtech trio TWINtech duo ENERsign arctis ENERsign plus TWINtech trio TWINtech duo Fenster aus einem Hause im Vergleich Verschattung & Wirtschaftlichkeit RAFFSTORE VERSCHATTUNG IM LZR Raffstore 550 Im LZR 180 Mittlere Investitionskosten: Fenstergröße: 1,23*1,48 m 370 = 206 /m² Differenz! COMPONENT AWARD 2015 Verschattung im Component Award

10 Fenster & Schrittweise Sanierung INSTALLATION: Außenbündig, überdeckt mit gedämmter Putzträgerplatte VERSCHATTUNG: In einem Luftzwischenraum COMPONENT AWARD 2015 Ergebnis des Component Award 2015 Fenster & Schrittweise Sanierung COMPONENT AWARD Preis: smartwin shading Wärmedämmung: Ist wirtschaftlich Übrigens: Der Bau eines Passivhauses kostet nur ca. 3-8% mehr, als der eines normalen Hauses! 10

11 Wärmedämmung: Welche ist egal Massivbau- Passivhauswände Mauerwerk mit Wärmedammverbundsystem Stahlbeton mit Vorhangfassade Betonschalungsstein Leichtbau- Passivhauswände Stegträger mit Zellulosedämmung Gedämmte Pfosten- Riegelkonstruktion Stegträger mit Strohballendämmung Hauptsache Wärmedämmung Altbau: Qt = 120 kwh/(m² AW a) PE = 146 kwh/(m² AW a) *40 Jahre = 5800 kwh/(m² AW ) EnEV: 8,5 cm Dämmung: PEI: 24 kwh/m² AW PH: 118 kwh/(m²a) PE Einsparung Qt = 23 kwh/(m² AW a), PE = 28 kwh/(m² AW a) * 40 a = 1133 kwh/(m² AW ) Mit Grauer Energie: 1157 kwh/(m² AW ) 133 kwh/(m²a) PE Einsparung 19 cm Dämmung: PEI: 55 kwh/m² AW Qt = 11 kwh/(m² AW a), PE = 13 kwh/(m² AW a) * 40 a = 537 kwh/(m² AW ) Mit Grauer Energie: 592 kwh/(m² AW ) PE Öl: 1,1, Anlagenaufwandszahl: 1,1. Gt: Altbau 86 kkh, EnEV 78 kkh, PH: 74 kkh Über 40 Jahre pro m² Außenwand (AW) Graue Energie. Hauptsache Wärmedämmung Wärmedämmung ist nach der Nutzungszeit immer noch da! Verbranntes Öl ist dem Wertstoffkreislauf für immer entzogen! Graue Energie. Ist vernachlässigbar 11

12 Hauptsache Wärmedämmung Graue Energie. Ist vernachlässigbar? Wärmebrücken: Das Detail zählt! Wärmebrücken: Das Detail zählt! 12

13 Wärmebrücken: Das Detail zählt! Ψ = 0,69 W/(mK) Ψ = 0,25 W/(mK) 5 Meter Balkon: Barwert der Energiekosten in 80 Jahren*: Einsparung 420 Neubau: Wirtschaftlich! Altbau:????? * Energiekosten: 0,1 /kwh, Realzins: 2%, 84 kkh/a Dichtheit und Frischluft: Eine Systemfrage Altes Fenster -Undicht: -Hoher Infiltrationsluftwechsel -Feuchtigkeit wird abtransportiert - und bleibt unkritisch Dichtheit und Frischluft: Eine Systemfrage Neues Fenster -Dicht: -Feuchteakkumulation: Hygieneprobleme -Besserer U-Wert als die Wand: -Hygieneprobleme an der Wand 13

14 Dichtheit und Frischluft: Eine Systemfrage Lösung -Lüftungsanlage (mit Wärmerückgewinnung): Transportiert Feuchtigkeit zuverlässig ab -PHI: Zentrale Anlage besser: Höhere Wirkungsgrade, niedrigerer Luftwechsel Komfortlüftung: So geht s! Fortluft Frischluft Zuluft Abluft Schlafen Bad Wohnen Küche Komfortlüftung: So geht s! 14

15 Komfortlüftung: Die Energiesparerin Lüftungswärmeverluste mit und ohne Wärmerückgewinnung aus der Abluft im Passivhaus Bensheim 0,6 l Öl/(m²a) mit Rückgewinnung 80% Einsparung 3,1 l Öl/(m²a) ohne Rückgewinnung Ist Komfortlüftung wirtschaftlich? Noch nicht immer Wir packen es an - Machen Sie mit! COMPONENT AWARD 2016 COMPONENT AWARD 2016 Deutsch_02 25 Jahre Passivhaus Darmstadt Darmstadtium April 2016 mit Ausstellung, Workshops und Exkursionen Kindergarten Thomas Eicken Architekturfotografie Reihenhaus-Anlage Passivhaus Institut Darmstadt Kranichstein Passivhaus Institut Unter der Schirmherrschaft von: 15

16 Deutsch_02 Kongresszentrum darmstadtium April 2016 Workshops 20. April: Kompaktkurs Kostengünstige Passivhäuser 20./ 21. April: PHPP 9 & designph-workshop 20./ 21. April: Workshops zu Fenstern, Lüftungsgeräten sowie Kühl- und Entfeuchtungskonzepten 20./ 21. April: Vertiefungsworkshops zu Passivhaus- Klassen Sanierungen kostengünstige Passivhäuser 22./23. April: Ausstellung 24. April: Exkursionen Darmstadt Kranichstein Passivhaus Institut Unter der Schirmherrschaft von 16