Passivhäuser im Mittelmeerraum Jürgen Schnieders
160 kwh m²a energy conservation 14 kwh/m²a
Passivhäuser auch in Südwesteuropa? Frage: Funktioniert für diese Region ein Konzept analog zum deutschen Passivhaus? ZIELE: hoher Komfort Klimatisierbarkeit über Zuluft äußerst niedriger Energiebedarf Eignung für die meisten Standorte, Architekturkonzepte, urbanen Situationen, Orientierungen, Budgets Was ist anders als Robustheit in Deutschland? höhere Temperaturen (bis + 8 K, bis 32 C Tagesmittel) wesentlich mehr Solarstrahlung (bis 100%) Kühlaufgabe z.t. deutlich höhere Luftfeuchte
4 03 - Seville, Winter Free Heat Gains / Losses [W/m²] 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Gains Losses DHW Storage Hot Water Auxiliary Other Lighting Dryer Clothes Washing Dishwasher Fridge & Freezer Cooking People Line Drying Evaporation Cold Water Internal Gains Randbedingungen Summer Temperatures Temperature [ C] 35 30 25 20 15 1.6. 20.6. 9.7. 28.7. 16.8. innerer Komfortbereich äußerer Komfortbereich
Referenz-Passivhäuser parapet 0.9 parapet 0.9 Gemeinsamkeiten Bedroom Bathroom Hall Storageroom Storageroom Kitchen Dining Room Hall Porch Toilet Betondecken, Vollziegelwand m. WDVS, leichtes Ziegeldach guter Wärmeschutz (auch im Sommer hilfreich, Dach!) 1st Floor Children`s Room Children`s Room Ground Floor Living Room Bodenplatte in heißen Regionen ungedämmt meist Zu-/Abluftanlage, parapet 0.9 parapet 0.9 weil entweder Kühlanforderung oder sonst übermäßige Dämmstoffstärken; 0.40 2.20 2.60 0.16 5,335 2,76 n Anlage = 0.35 h -1 gut luftdicht (n 50 = 0.5 h -1 ) -0,225 0,00 2.60 2.10 1.80 0.25 0.20 0.60 2.415 0.16 1.30 0.90 0.50-2,85
Gemeinsamkeiten aller Referenz-Passivhäuser: Automatischer WRG-Bypass im Sommer HR active HR bypassed
Gemeinsamkeiten aller Referenz-Passivhäuser: außenliegende bewegliche Verschattung
Gemeinsamkeiten aller Referenz-Passivhäuser: Fenster gekippt, falls im Sommer innen wärmer als außen
Typische Konstruktionen im Mittelmeerraum
350 300 250 200 150 100 50 0-50 -100 Conventional spanish construction: heating and cooling demands Heating Latent Cooling Sensible Cooling Heating/Cooling Demand [kwh/(m²a)] 00 - Mannheim 01 - Lisbon 02 - Porto 03 - Seville 04 - Madrid 05 - Bordeaux 06 - Carpentras 07 - Nice 08 - Torino 09 - Venice 10 - Campob. 11 - Naples 12 - Palermo
Beispiel-Passivhäuser für ausgewählte Standorte (klimatisierbar über die Zuluft) Mannheim Torino Madrid Seville Palermo Insulation wall [cm] 25 20 10 8 6 Insulation roof [cm] 35 25 25 20 20 Insulation basement [cm] 20 15 6 0 0 U window frames [W/(m²K)] 0.72 0.72 0.72 1.6 1.6 U-value glazing [W/(m²K)] 0.7 1.2 1.2 1.2 1.2 Humidity control for cooling no yes no no yes Heating demand [kwh/(m²a)] 15.6 14.8 12.7 4.6 3.1 Sensible cooling [kwh/(m²a)] 0 0.8 0.4 4.2 7.2 Latent cooling [kwh/(m²a)] 0 2.3 0 0 7.2
Beispiel-Passivhäuser für ausgewählte Standorte (klimatisierbar über die Zuluft) wärmegedämmter Rahmen & Zweifach- WS-Glas (Komfort!) Mannheim Torino Madrid Seville Palermo Insulation wall [cm] 25 20 10 8 6 Insulation roof [cm] 35 25 25 20 20 Insulation basement [cm] 20 15 6 0 0 U window Bauweise frames bestimmt [W/(m²K)] durch 0.72 0.72 0.72 1.6 1.6 U-value Winteranforderungen glazing [W/(m²K)] 0.7 1.2 1.2 1.2 1.2 Humidity control for cooling no yes no no yes Heating demand [kwh/(m²a)] 15.6 14.8 12.7 4.6 3.1 Sensible cooling [kwh/(m²a)] 0 0.8 0.4 4.2 7.2 Latent cooling [kwh/(m²a)] 0 2.3 0 0 7.2 kaum Kältebedarf
Beispiel-Passivhäuser für ausgewählte Standorte (klimatisierbar über die Zuluft) Wände mäßig gedämmt Mannheim Bodenplatte gute Dämmung im ungedämmt Insulation wall [cm] Dach, helle 25 Ziegel 20 10 8 6 Insulation roof [cm] 35 25 25 20 20 Insulation basement [cm] 20 15 6 0 0 U window frames [W/(m²K)] 0.72 0.72 0.72 1.6 1.6 U-value glazing [W/(m²K)] 0.7 1.2 1.2 1.2 1.2 Humidity control for cooling no yes no no yes Heating demand [kwh/(m²a)] 15.6 14.8 12.7 4.6 3.1 Sensible cooling [kwh/(m²a)] 0 0.8 0.4 4.2 7.2 Latent cooling [kwh/(m²a)] 0 2.3 0 0 7.2 Torino Madrid Seville Palermo keine Entfeuchtung nötig
Dynamik des Referenz-PH in Hitzeperiode (Sevilla) Cooling Capacity: ~ 8 W/m²
PH-Hülle ohne aktive Kühlung, α = 0.15, Night Flushing, ohne WRG: bis 30 C
Ohne aktive Kühlung, mit Fensterläden und Night Flushing im Bestand: bis 37 C!
Dynamik mit aktiver Kühlung Sevilla: Bestand
Dynamik mit aktiver Kühlung Sevilla: Referenz-Passivhaus
Beispiel-Passivhäuser für ausgewählte Standorte (klimatisierbar über die Zuluft) Mannheim Dämmniveau vergleichbar mit Sevilla Torino Madrid Seville Palermo Insulation wall [cm] 25 20 10 8 6 Insulation roof [cm] 35 25 25 20 20 Insulation basement [cm] 20 15 6 0 0 U window frames [W/(m²K)] 0.72 0.72 0.72 1.6 1.6 U-value glazing [W/(m²K)] 0.7 1.2 1.2 1.2 1.2 Humidity control for cooling no yes no no yes Heating demand [kwh/(m²a)] 15.6 14.8 12.7 4.6 3.1 Sensible cooling [kwh/(m²a)] 0 0.8 0.4 4.2 7.2 Latent cooling [kwh/(m²a)] 0 2.3 0 0 7.2 hohe Luftfeuchte - Entfeuchtung!
Palermo: Entfeuchtung und Kühlung
Massive Nachtlüftung nützt nicht immer Types of Window Operation 0 Heating / Cooling Demand [kwh/(m²a)] -5-10 -15-20 -25-30 Sensible cooling Latent cooling tilt (ref.) turn Seville Madrid Torino Palermo turn w/o humidistat Annahmen: Zuluftkühlung und -entfeuchtung, max. 26 C / 70% r.f.
Einfluss der Speichermasse: energetische Effekte
Sensitivität gegenüber höherer Außentemperatur keine aktive Kühlung 32 Extreme Climates Standard 2003 2090 Urban Heat Island 30 28 26 24 22 20 18 above 95th percentile between 5th and 95th percentile below 5th percentile 16 00 - Mannheim 01 - Lisbon 02 - Porto 03 - Seville 04 - Madrid 05 - Bordeaux 06 - Carpentras 07 - Nice 08 - Torino 09 - Venice 10 - Campob. 11 - Naples 12 - Palermo Operative Temperature [ C] Kühlung im Referenzfall am Limit
Fazit - Passivhäuser in Südwesteuropa Das Prinzip funktioniert! Grundsätze für die Planung: Winter: ausreichende Dämmung: Dach, Wände, 2-fach-WS-Glas mehr Fenster nach Süden etwas Speichermasse? Luftdichtheit & Zu-/Abluftanlage mit WRG weniger wichtig: Dämmung der Bodenplatte, Wärmebrücken Sommer: Sonnenschutz!!! weniger Fenster, vor allem nach Osten und Westen!? gute Dämmung, vor allem im Dach in heißen Klimata: cool colors geregelter Bypass in WRG Nachtlüftung, falls irgendwie möglich für Robustheit: etwas aktive Kühlung & guter Wärmeschutz
1.80 0.60 0.20 Vielen Dank! -0,225 5,335 2,76 0,00-2,85 2.20 0.40 2.60 0.25 2.60 0.16 2.10 0.50 2.415 0.16 0.90 1.30