KALKSANDSTEIN Passivhaus - Plusenergiehaus - Kalksandstein.de
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www.kalksandstein.de KALKSANDSTEIN Passivhaus – Plusenergiehaus
INHALT
Vorwort_______________________________________________________________ 3
Was ist ein Passivhaus – und wie wird es zum Plusenergiehaus? _____________ 4
Grüne Welle____________________________________________________________
Einfamilienhaus in Augsburg als Plusenergiehaus___________________________ 8
Energetische Berechnung______________________________________________ 12
Solarsiedlung Wismarweg________________________________________________
Passivhäuser in Münster im Gleisdreieck__________________________________ 14
Raumluftqualität und Lüftung___________________________________________ 18
Mehrfamilienhaus Erdmannstraße 14–16___________________________________
Passivhäuser in Hamburg-Ottensen _____________________________________ 20
Kurzdarstellung von elf Fallbeispielen____________________________________ 24
Plusenergie-Kindergarten mit Seniorentreff_________________________________
Massivbau mit Holzverkleidung in Wiernsheim_____________________________ 26
Dämmsysteme von Wandkonstruktionen_________________________________ 30
Wärmebrücken________________________________________________________ 33
Fenster______________________________________________________________ 36
Luft- und Winddichtheit_________________________________________________ 37
Neubau im Passivhaus Standard__________________________________________
Herman-Nohl-Schule in Osnabrück_______________________________________ 38
Wohnen für Senioren im Passivhaus Standard_______________________________
Klaus-Bahlsen-Haus in Hannover_________________________________________ 42
Zu-/Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung______________________________ 46
Kosten, Wirtschaftlichkeit und Förderung ________________________________ 47
Nutzerverhalten/Ausblick______________________________________________ 49
Literatur_____________________________________________________________ 50
KALKSANDSTEIN
Das Passivhaus
3. Auflage Januar 2011
Stand: Januar 2011
Autor: Dr. Burkhard Schulze Darup
Redaktion:
Dipl.-Ing. K. Brechner, Haltern am See
Dr. J. Brinkmann, Duisburg
Dipl.-Ing. B. Diestelmeier, Dorsten
Dipl.-Ing. G. Meyer, Hannover
Dipl.-Ing. D. Rudolph, Durmersheim
Dipl.-Ing. S. Schade, Hannover
Dipl.-Ing. P. Schmid, Röthenbach
Dipl.-Ing. H. Schulze, Buxtehude
Herausgeber:
Bundesverband Kalksandsteinindustrie eV, Hannover
BV-9034-12/01
Alle Angaben erfolgen nach bestem Wissen
und Gewissen, jedoch ohne Gewähr.
Nachdruck auch auszugsweise nur mit
schriftlicher Genehmigung.
Alle nicht gekennzeichneten Fotos:
Dr. Burkhard Schulze Darup
Schutzgebühr 5 €
Gesamtproduktion und
© by Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf
2
VORWORT
VORWORT
Kalksandstein war von Anfang an dabei, als 1991 das erste Passivhaus Deutschlands
in Darmstadt-Kranichstein gebaut wurde. Der Bau von Passivhäusern mit Kalksandstein
ist nicht nur gebaute Realität, sondern steht auch für hohe Wirtschaftlichkeit und Kom-
fort. Dies belegt eine hohe Anzahl von Objekten aus dem Wohn- und Nichtwohnbau,
die in den vergangenen 20 Jahren erstellt wurden.
Der Effizienzstandard des Passivhauses wird in absehbarer Zeit Bestandteil üblicher
Baupraxis sein. In einem darauf folgenden Schritt führt die EU Energieeffizienzrichtlinie
2019/2021 das „nearly zero emission building“ ein. Es ist davon auszugehen, dass
diese Gebäude Passivhaustechnologie mit erneuerbaren Energiesystemen verbinden
werden. Auf diesem Weg können bereits heute Gebäude mit Plusenergiebilanz für die
Bereiche Heizen, Warmwasser, Strom und Mobilität erstellt werden. Bis zum Jahr 2050
strebt die EU eine Reduktion der CO2-Emissionen um 80 bis 95 % an. Ein zukunftsfähiges
Gebäude sollte auf diese Herausforderung vorbereitet sein. Wer heute ein Gebäude nach
den Mindeststandards der EnEV baut, wird in fünfzehn bis zwanzig Jahren energetisch
nachrüsten müssen oder für seine Immobilie einen hohen Wertverlust riskieren.
Energieeffiziente Gebäude aus Kalksandstein bewähren sich nicht nur im Winter
durch hohen thermischen Komfort. Sie weisen durch ihre hohe aktivierbare Masse in
Verbindung mit einem angepassten Verschattungssystem auch einen hervorragenden
sommerlichen Wärmeschutz auf. Die Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung erzielt
nicht nur einen hohen Komfort, sondern sorgt auch für beständig gute Raumluft.
Passivhäuser erzielen bei ökonomischer Planung vom Bezug an niedrigere monatliche
Kosten für Finanzierung und Betrieb als Standardgebäude – und erst recht in der langfris-
tigen Betrachtung. Der Bau eines Passivhauses stellt eine Versicherung gegen steigende
Energiekosten dar. Zudem wird es für Bauherren zunehmend zur Selbstverständlichkeit,
nachhaltige Bauten zu errichten, die für Klima- und Ressourcenschutz stehen.
Der Herausgeber
Hannover, im Januar 2011
3
WAS IST EIN PASSIVHAUS – UND WIE WIRD ES ZUM PLUSENERGIEHAUS?
WAS IST EIN PASSIVHAUS – UND WIE das Passivhaus kann als 1,5-Liter-Haus Konstruktion sind die Voraussetzung für
WIRD ES ZUM PLUSENERGIEHAUS? bezeichnet werden. Wird die benötigte eine funktionierende Wärmerückgewin-
Energie für Heizen, Warmwasser und Strom nung der Lüftungsanlage mit minimierten
Passivhäuser sind durch einen sehr nied- durch erneuerbare Energien gedeckt, so Leckageverlusten. Der Nachweis erfolgt
rigen Energiebedarf bei hoher Behaglich- wird das Gebäude auch als Null- oder mittels Blower-Door-Test, der für Passiv-
keit und bestem Komfort gekennzeichnet. Plusenergiehaus bezeichnet. häuser einen Luftdurchsatz unterhalb
Die Transmissions- und Lüftungswärme- des 0,6-fachen Gebäudevolumens bei
verluste sind so gering, dass sie fast einem Differenzdruck von 50 Pa vorsieht
vollständig durch kostenlose „passive“ (n50 ≤ 0,6 h-1).
Energiebeiträge (nutzbare Energiegewinne)
ausgeglichen werden. Das sind:
Entwurfs- und
● solare Gewinne durch Fenster und Konstruktionskriterien
sonstige transparente Flächen,
Grundvoraussetzung ist eine hervorra-
● Wärmeabgabe von Beleuchtung , gende thermische Gebäudehülle. Die Lüftung
Geräten und Prozessen sowie Konstruktionen von Wand, Dach sowie
Bodenplatte und Kellerdecke sollten ei- Die Raumluftqualität muss oberste Pri-
● die Körperwärme der Personen im nen Wärmedurchgangskoeffizienten von orität bei der Gebäudeplanung haben.
Gebäude. U < 0,15 W/(m²K) aufweisen. Vorteilhaft Deshalb beinhaltet eine Energie sparende
sind eine günstige Gebäudegeometrie, Planung zugleich immer die Anforderungen
Verbleibt nur ein minimaler Heizwärme- die Reduzierung der Wärmeabgebenden des gesundheitsverträglichen Bauens.
bedarf von ≤ 15 kWh/(m²a), so ist das Oberflächen im Verhältnis zum Heiz- Ziel ist es, Schadstoffeinträge und ge-
Hauptkriterium für ein Passivhaus1) erfüllt. volumen (A/V-Verhältnis) durch eine sundheitsbeeinträchtigende Einflüsse so
Der Begriff beschreibt einen technischen kompakte Form des beheizten Bereichs, gering zu halten, dass der Luftwechsel
Standard, keinen Gebäudetyp. Dem Planer große Bautiefe und den Verzicht auf Ver- durch den Kohlendioxidgehalt bestimmt
erschließen sich durch die Anwendung der sprünge. Der Wärmedurchgang für die wird, der dem Atemvorgang der Nutzer
Energie sparenden Komponenten vor allem Fenster in der Gesamtbetrachtung von entspricht. Der Pettenkofer-Wert von
neue Möglichkeiten der Gestaltung, die Verglasung, Rahmen und Wärmebrücken 0,1 Vol.-% CO2 sollte nach Möglichkeit
Einschränkungen sind eher gering. Aus- sollte Uw ≤ 0,8 W/(m²K) betragen. Ein nicht überschritten werden. Daraus
gerüstet mit ein wenig zusätzlichem ener- möglichst hoher Energiedurchlassgrad ergibt sich die Anforderung von 30 m³
getischem Handwerkszeug erweitern sich wirkt sich vorteilhaft aus, vor allem für Frischluft pro Stunde für jede Person bei
die Spielräume für Entwurfskonzepte. Bei die Südfenster ist ein Wert von g ≥ 0,5 normaler Betätigung. Dieses Volumen ent-
vielen Architektenwettbewerben wird der bis 0,6 anzustreben. Die Ausrichtung spricht der Mindestanforderung der neuen
Passivhaus-Standard als selbstverständli- der Fensterflächen entscheidet über das DIN 1946 Teil 6.
che Grundlage des Entwurfs gesehen und Ausmaß der Wärmegewinne: Je geringer
der Architekturpreis Passivhaus2) wurde die Abweichung von der Südorientierung, Ventilatorgestützte Lüftungsanlagen die-
2010 das erste Mal vergeben: an erstklas- desto günstiger. Möglichst weitgehende nen einem erhöhten Komfort und sorgen
sig gestaltete Projekte aus dem Bereich Verschattungsfreiheit dient der vollstän- für eine hygienisch einwandfreie Raumluft.
der Wohn- und Nichtwohngebäude. digen Ausnutzung passiver Solargewinne. Mittels Wärmerückgewinnung über einen
Wärmebrückenfreiheit bei Außenmaßbe- Wärmetauscher kann zudem Energie ein-
Durch eine sorgfältige Ausbildung der zug der Transmissionsfläche muss Ziel gespart werden. Folgende Parameter sind
Gebäudehülle können gebäudetechnische der Detaillösungen sein. Die Luftdichtheit für eine passivhaustaugliche Lüftungsan-
Installationen reduziert werden und die Be- der Gebäudehülle und eine mangelfreie lage Voraussetzung:
haglichkeit und der Komfort der Gebäude
erhöhen sich. Zum Vergleich: Gebäude
aus den 1960er Jahren und davor haben Übersicht der wichtigsten Passivhaus-Kriterien
einen Heizwärmebedarf von 200 bis 300
kWh/(m²a), das entspricht ca. 20 bis 30
● Jahresheizwärmebedarf ≤ 15 kWh/(m²a)
Litern Öl. In den 1980er Jahren wurden
10- bis 15-Liter-Häuser gebaut. Gebäude ● maximale Heizwärmelast ≤ 10 W/m², um auf ein gesondertes Heizsystem
nach der Energieeinsparverordnung (EnEV verzichten zu können
2009) liegen bei 5 bis 8 Litern − und ● Wand, Dach und Fußboden: Wärmedurchgangskoeffizient U < 0,15 W/(m²K),
Wärmebrückenfreiheit
1)
● Fenster UW ≤ 0,8 W/(m²K); g ≥ 0,5 bis 0,6
Die Anforderungen für Passivhäuser wurden in
verschiedenen Arbeitskreisen und Untersuchungen ● Luftdichtheit: max. 0,6-facher Luftwechsel bei 50 Pa Druckdifferenz (n50 ≤ 0,6 h-1)
entwickelt, die im Wesentlichen koordiniert und
ausgeführt wurden durch das Passivhaus Institut ● Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung mit einem Wärmebereitstellungsgrad
Darmstadt, Dr. Wolfgang Feist, 64283 Darmstadt, ηWRG,eff ≤ 75 %, Stromeffizienz pel < 0,45 Wh/m³
www.passiv.de
2)
Architekturpreis Passivhaus: http://www.passiv. ● Jahresprimärenergiebedarf für Heizung, Brauchwasserbereitung, Lüftung und
de/archpreis/index.html Haushaltsstrom ≤ 120 kWh/(m²a)
3)
Passivhaus Projektierungs Paket. Passivhaus Institut
Darmstadt, www.passiv.de
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WAS IST EIN PASSIVHAUS – UND WIE WIRD ES ZUM PLUSENERGIEHAUS?
● Wärmebereitstellungsgrad ηWRG,eff ≥ 75 %
450
● Zulufttemperatur > 16,5 °C zur Erzie-
400
lung von Behaglichkeit
Primärenergie-Kennwerte [kWh/(m2a)]
350 Haushaltsstrom
● Stromeffizienz pel < 0,45 Wh/m³ Lüfterstrom
300 Warmwasser
● weitgehende Dichtheit des Lüftungs- Heizung
geräts 250
200
● Schalldruckpegel in Wohnräumen
< 25 dB(A) 150
100
regenerativ
erzeugt
50
PV
Gebäudetechnik 20 - 60 m2
im Passiv- und 0
Plusenergiehaus Bestand WSVO 95 EnEV 2002 EnEV 2009 EnEV 2012 Passivhaus EnEV 2020
Der sehr geringe Restwärmebedarf, der im Primärenergie-Kennwerte von Baustandards
Passivhaus zum Heizen bereit gestellt wer-
den muss, ermöglicht einen Kostensprung
zur Reduzierung der Investitionskosten Projektierungs Paket (PHPP)3), mit dem die 0,8 W/(m²K) weisen ausreichende Be-
zum Heizsystem: Das ohnehin vorhandene Besonderheiten hoch energieeffizienter haglichkeitskriterien auf, ohne durch
Zuluftsystem kann die erforderliche Heiz- Gebäude rechnerisch äußerst exakt ab- Heizwärme einen Ausgleich schaffen zu
wärme transportieren. Damit dies unter gebildet werden können. Zugleich dient müssen. Strahlungs-Asymmetrien werden
bauphysikalisch behaglichen Kriterien ge- das Programm als Qualitätsnachweis, in in Passivhäusern auf ein sehr komfortab-
schehen kann, muss die Auslegungs-Heiz- dem die konstruktiven und energetischen les Maß minimiert. Als Folge der geringen
leistung unter 10 W/m² und die maximale Kennwerte zusammengefasst sind. Zudem Thermik und der minimalen Heizlast
Temperatur im Wärmetauscher bei 50 °C wird die Erfüllung der Passivhaus-Kriterien liegen auftretende Luftgeschwindigkeiten
liegen. Ein deutlicher wirtschaftlicher Vor- nachgewiesen: deutlich unter der Anforderungsschwelle
teil ist allerdings auch bei der Trennung von von 0,15 m/s, in den meisten Bereichen
Lüftungs- und Heizungstechnik gegeben. ● Heizwärmebedarf ≤ 15 kWh/(m²a) unter 0,05 m/s. Die Lüftungsanlage er-
Bei der Planung im Wohngebäudebereich zeugt nur in sehr kleinen Einblasbereichen
ist zu beachten, dass der Bedarf für die ● Primärenergiebedarf für Heizung, Kli- eine erhöhte Luftgeschwindigkeit, die bei
Warmwasserbereitung oftmals höher liegt matisierung, Warmwasserbereitung, richtiger Planung aufgrund der geringen
als der Bedarf für die Raumwärme. Zahl- Hilfsenergien und (Haushalts)-Strom stündlichen Luftmengen keinerlei Zugemp-
reiche Heizsysteme ermöglichen eine ≤ 120 kWh/(m²a). finden aufkommen lässt. Sehr wesentlich
weitestgehend regenerative Bereitstellung für das Wohlbefinden ist die ständig erneu-
der Wärme. erte Frischluft. Dies hat nicht nur Vorteile
Der zusätzliche energetische Aufwand für die Raumluftqualität. Es stellt sich
Die Stromnutzung im Passivhaus sollte für die Erstellung eines Passivhauses auch eine kontinuierlich angemessene
ebenfalls auf möglichst effizientem Weg amortisiert sich im Vergleich zum Stan- Raumluftfeuchte ein, da eine ständige
erfolgen. Wird dazu durch das Gebäude dard der EnEV bei günstig geplanten Abfuhr der anfallenden (Wohn-)Feuchte
auf erneuerbarem Weg Strom generiert, Gebäuden in einem Zeitraum von etwa im Gebäude sichergestellt ist. Aufgrund
z.B. durch Photovoltaik, so kann das Ge- einem Jahr. des relativ geringen erforderlichen Luft-
bäude in der Bilanz mehr Energie erzeugen wechsels von etwa 30 m³/h pro Person
als es verbraucht – und wird damit zum fällt bei richtiger Planung an kalten Tagen
Plusenergiehaus. die Raumluftfeuchte dennoch nicht in zu
trockene Bereiche.
Behaglichkeit und Die hohe bauphysikalische Behaglichkeit
Raumklima führt zu Wohlbefinden und besten hygie-
Energetische Berechnung nischen und gesundheitlichen Raumklima-
und Anforderung an den Hoch wärmegedämmte Außenbauteile bedingungen. Dies schlägt sich nicht nur
Primärenergiebedarf erfüllen die bauphysikalische Behaglich- beim Wohnen in positiven Kommentaren
keitsanforderung nach einer hohen inne- der Bewohner nieder – gerade bei gewerb-
Die Einbeziehung der energetischen ren Oberflächentemperatur, die nahe an lichen Objekten ist eine Betrachtung dieser
Gebäudesimulation bereits in der Vorent- der Raumlufttemperatur liegt. Tauwasser „weichen“ Komfortfaktoren sinnvoll: Durch
wurfsphase ist Voraussetzung für eine und somit Schimmelprobleme können gute Arbeitsbedingungen aufgrund der ho-
wirtschaftliche Konzeption von Passivhäu- bei solchen Konstruktionen nicht auftre- hen bauphysikalischen Behaglichkeit mit
sern. Als Werkzeug dient das Passivhaus ten. Fenster mit einem U-Wert unterhalb der Folge eines niedrigeren Krankenstands
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WAS IST EIN PASSIVHAUS – UND WIE WIRD ES ZUM PLUSENERGIEHAUS?
amortisieren sich nicht nur die geringen dem Komfort und der Raumluftqualität. ßerst günstigen Lösungen, die bereits
Mehrinvestitionen sehr schnell. Obendrein Ventilatorgestützte Lüftungsanlagen bei den Investitionskosten mit üblichen
stimuliert ein komfortables Arbeitsumfeld werden in weiten Bereichen bereits Gebäuden konkurrieren konnten. Sol-
ein positives Arbeitsklima. durch die Normen gefordert. Dadurch che Synergieeffekte sind bei vielen
relativieren sich die 40 bis 80 €/m² gewerblichen Gebäuden erzielbar,
für Zu-/Abluftanlagen. Bei Gewerbe- ebenso bei kommunalen Bauten wie
bauten kann das Passivhaus-Konzept Schulen, Pflege- und Altenheimen.
Einsparungspotenziale hinsichtlich der
Raumluft-Technik (RLT) eröffnen. Bei der Betrachtung von Betriebs- und
Kostengünstige Finanzierungskosten liegt bereits bei
Passivhäuser ● Heizungstechnik wird kostengünstiger heutigen Rahmenbedingungen unter Ein-
durch die geringe Heizwärmelast mit beziehung der aktuellen Förderprogramme
Der Kostenvergleich von Passivhauskom- der Folge minimierter Technik in der die jährliche Belastung von Passivhäusern
ponenten gegenüber Standard-Technik Zentrale und einem deutlich verein- in den meisten Fällen niedriger als die
nach EnEV stellt sich wie folgt dar: fachten Verteilsystem. für Standardgebäude. Bei steigenden
Energiepreisen wird sich dieser Effekt
● Erhöhte Dämmstoffdicken sind von ● Bei gewerblichen Gebäuden kann verstärken. Bereits nach der Hälfte einer
Anfang an rentabel, wenn der konstruk- die dort übliche Klimatechnik durch Abschreibungszeit von z.B. 40 Jahren wird
tive Aufwand niedrig gehalten werden das Passivhaus-Konzept überflüssig sich die wirtschaftliche Situation völlig
kann. werden, was zu deutlichen Einspa- anders darstellen.
rungen führt. Gebäude im Passivhaus
● Passivhaus-Fenster erzeugen derzeit Standard erzeugen gegenüber einem
noch 15 bis 40 % Mehrinvestitionen Standardgebäude Mehrinvestitionen Es kann sicher prognostiziert werden,
gegenüber Standardfenstern, in weni- von 3 bis 12 %. In zahlreichen Fällen dass auf die Lebenszeit gesehen Pas-
gen Jahren werden sie zum energetisch wurde allerdings dokumentiert, dass sivhäuser die mit Abstand wirtschaft-
üblichen Standard. durch konsequente Planung Einspa- lichere Variante gegenüber üblichen
rungen in zahlreichen Bereichen vom Gebäudestandards darstellen.
● Lüftungstechnik dient nicht nur der Ener- Raumprogramm bis zur Technik erzielt
gieeffizienz, sondern in starkem Maß werden konnten. Dies führte zu äu-
GLOSSAR
Ein Nullheizenergiehaus ist ein Gebäu- bilanzverfahrens bezieht. Sie wird nach Gebäudes (in kWh/(m²a)) zur Aufrechter-
de ohne Verbrauch an fossilen Ener- EnEV aus dem Volumen abgeleitet und haltung normaler Innentemperaturen bei
gieträgern, d.h. der Heizwärmebedarf ist vor allem bei kleineren Gebäuden normalen äußeren Klimabedingungen und
wird über regenerative Energieträger meist deutlich größer als die tatsäch- normalem Luftwechsel. Sie ergibt sich
gedeckt. Von einem Nullenergiehaus liche Wohn- und Nutzfläche. aus Transmissionswärmeverlusten, Lüf-
spricht man, wenn sich diese Betrach- tungswärmeverlusten, solaren Wärmege-
tung nicht nur auf das Heizen, sondern Energiedurchlassgrad (g-Wert) heißt die winnen und inneren Wärmegewinnen.
auch den Bereich Warmwasserbereitung Kennzahl von Verglasungen, die angibt,
und (Haushalts)-Strom bezieht. Im Jahr wie viel Prozent der auf die Scheibe Solare Wärmegewinne nennt man die
2019/2021 verlangt die aktuelle EU- treffenden Sonnenenergie diese durch- nutzbare Sonnenenergie, die durch trans-
Gebäudeeffizienzrichtlinie den „Nearly dringt. Je höher der g-Wert ist, desto parente Bauteile ins Haus gelangt.
zero emission standard“ als Standard mehr solare Wärmegewinne erhält das
für Gebäude. Haus durch die Fenster. Der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert)
gibt den Wärmestrom (in Watt) an, der bei
Ein Plusenergiehaus weist in der Bilanz Interne Wärmegewinne nennt man einer Temperaturdifferenz von 1 Kelvin
einen Energieüberschuss auf. Im Allge- die Energiegewinne aus Abwärme von zwischen innen und außen durch einen
meinen werden bei diesen Gebäuden elektrisch betriebenen Geräten, von Quadratmeter eines Bauteils fließt.
Passivhaus-Technologien hinsichtlich anderen Wärmequellen wie Gasher-
der Gebäudehülle und der Lüftungs- den und von in den Räumen lebenden Die Wärmeleitfähigkeit (λ-Wert) gibt an,
technik zur Minimierung des Heizwär- Menschen. welche Wärmemenge durch eine Fläche
mebedarfs eingesetzt, darüber hinaus von 1 m² eines Baumaterials von 1 m
wird in hohem Umfang eine Versorgung Lüftungswärmebedarf heißt der Wär- Dicke strömt, wenn die Temperaturdiffe-
mit regenerativen Energieträgern durch- mebedarf für die Erwärmung der renz zwischen den beiden Seiten 1 Kelvin
geführt. Frischluft. beträgt. Die Maßeinheit ist W/(mK). Je
größer der λ-Wert ist, desto besser leitet
Die Energiebezugsfläche ist die Fläche, Der Heizwärmebedarf ist die notwen- das Material Wärme.
auf die sich der Kennwert eines Energie- dige jährliche Wärmezufuhr eines
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WAS IST EIN PASSIVHAUS – UND WIE WIRD ES ZUM PLUSENERGIEHAUS?
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EINFAMILIENHAUS IN AUGSBURG
GRÜNE WELLE –
EINFAMILIENHAUS IN AUGSBURG
ALS PLUSENERGIEHAUS Gebäudehülle & Konstruktion
Die Außenwand wurde aus Kalksandstein-
Das Haus mit der Wellenform am Ufer mauerwerk mit Rohdichteklasse 2.0 und
des Lechs im Augsburger Ortsteil Hochzoll einer Dicke von 17,5 cm ausgeführt in
lässt vermuten, dass sich die Bauherren Verbindung mit einem Wärmedämmver-
intensiv mit der Planung beschäftigt ha- bundsystem mit Polystyrol-Dämmung
ben. Tatsächlich recherchierten sie im 30 cm mit einem sehr günstigen λ-Wert von
Vorfeld des Baus sehr grundlegend hin- 0,032 W/(mK). Daraus ergibt sich ein
sichtlich der gewünschten Eigenschaften U-Wert von 0,10 W/(m²K). Die Außenwän-
und der Materialien. Das Gebäude sollte de gegen Erdreich wurden mit 24 cm XPS
wertbeständig und zukunftsfähig sein, MSc. Ing. arch. Werner Friedl gedämmt und erreichen einen U-Wert von
einen niedrigen Energieverbrauch aufwei- 0,16 W/(m²K).
sen, guten Schall- und Brandschutz sowie
einen besonders guten winterlichen und deckte sich mit dem Wunsch der Bau- Die Stahlbeton-Bodenplatte wurde wär-
sommerlichen Wärmeschutz. Nicht von herren, ein ganz besonderes und hoch- mebrückenfrei auf einer XPS-Dämmlage
ungefähr fanden sie auf der Homepage wertiges Einfamilienhaus zu errichten. Die mit 24 cm Dicke (2 x 12 cm) mit λ =
der Kalksandsteinindustrie diverse Pas- Wellenform nimmt Bezug auf die Elemente 0,04 W/(mK) erstellt. Auf der Bitumen-
sivhausbeispiele und den Hinweis auf das Luft und Wasser – auch hinsichtlich des an- abdichtung befinden sich weitere 10 cm
Architekturbüro Friedl – ein Passivhaus grenzenden Lechs. Sie gibt dem Haus eine XPS- und 3 cm Trittschall-Dämmung mit je
erprobtes Büro in der Nähe von Augsburg. gewisse Leichtigkeit und Unverwechsel- λ = 0,04 W/(mK). Raumseitig befindet sich
Aus dem kurzfristig hergestellten Kontakt barkeit. Das Energiekonzept als zertifi- der Oberbodenbelag auf Zementestrich.
erwuchs eine fruchtbare Zusammenarbeit. ziertes Passivhaus in Verbindung mit Plus-
Die Handschrift des Architekten mit seiner energietechnik war von Anfang an Konsens Das Flachdach ist als Zimmermannskons-
Affinität zu besonderen Gebäudeformen bei den Beteiligten. truktion mit Holzstegträgern 401 mm mit
Foto: Werner Friedl
Ansicht von Osten mit Blick auf das Gründach
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EINFAMILIENHAUS IN AUGSBURG
Zellulosedämmung ausgeführt, wobei die
Wellenbewegung des Daches durch die ver-
schiedenen Auflagerhöhen der einzelnen
Träger erzielt wurde. Innenseitig befindet
sich eine 9 cm gedämmte Installations-
ebene verkleidet mit einer doppelten Lage
Gipskartonplatten. Außenseitig wurde
ein Flachdachaufbau aufgebracht mit
Foto: Werner Friedl
extensiver Dachbegrünung bzw. mit einer
Abdichtungsbahn, in die PV-Module inte-
griert sind. Der U-Wert der Konstruktion
beträgt 0,08 W/(m²K).
Wohnzimmer mit Pelletsofen Dämmung unter Bodenplatte
Die Fenster wurden als Passivhaus Fenster
in Form einer Holz-Aluminium-Konstruk-
tion erstellt. Die Passivhaus zertifizierten
Rahmen mit Uf = 0,73 W/(m²K) wurden
in Verbindung mit Dreischeibenwärme-
schutzverglasung mit Argonfüllung mit
Ug = 0,6 W/(m²K) eingebaut und einem
sehr günstigen g-Wert von 0,61. Der re-
sultierende Wert für das Fenster beträgt
Uw = 0,77 W/(m²K).
Luft- und Winddichtheit stellen für das
Architekturbüro seit Jahren Routine dar, so
dass aufgrund der vorgegebenen Details
und der sorgfältigen handwerklichen Arbeit
beim Blower-Door-Test ein hervorragender
n50-Wert von 0,2 h-1 erreicht wurde.
Foto: Werner Friedl
Lüftung, Heizung & Warmwasser
Die Lüftung des Gebäudes erfolgt über eine
Südostansicht
hocheffiziente Zu-/Abluftanlage mit einem
Wärmebereitstellungsgrad von 88 % in Ver-
bindung mit einem Erdreichwärmetauscher
DN 200 mit 65 m Länge. Der Luftwechsel
musste sowohl auf das eher große Gebäu-
devolumen als auch die fünf Bewohner
eingestellt werden, um einerseits einen
hohen Lüftungskomfort zu erhalten und
auf der anderen Seite keine zu trockene
Luft im Winter. Der Auslegungswert liegt
bei einem gut 0,3-fachen stündlichen
Luftwechsel. Das führt zu hygienisch guter
Raumluft sowohl im Winter als auch im
Sommer. Während in den Übergangszeiten
Fensterlüftung genutzt wird, läuft an sehr
warmen Tagen die Lüftungsanlage. Durch
den Erdreichwärmetauscher beträgt selbst
bei Außentemperaturen oberhalb 30 °C
die Zulufttemperatur über die Lüftungsan-
lage 20 °C. In Verbindung mit nächtlicher 525 m2
EG
Kühlung und Sonnenschutz kann das
Bild: Werner Friedl
Gebäude dadurch auf etwa 23 °C selbst
in Hitzeperioden gehalten werden.
Die Heizung erfolgt durch einen Pelletpri-
Grundriss EG
märofen, der im Wohnzimmer mit seiner
9
EINFAMILIENHAUS IN AUGSBURG
Bild: Werner Friedl
Grundriss OG Diele und Treppe
Sichtscheibe für ein wenig archaisches
Wärmevergnügen in Verbindung mit High-
Tech-Verbrennung führt. Die Pellets werden
über eine Fördereinrichtung automatisch
aus dem Speicher im Keller in den Ofen
befördert. Die Wärmeübertragung auf die
Räume erfolgt über Fußbodenheizung mit
einem zwischengeschalteten Pufferspei-
cher mit 750 l Wasserinhalt.
Plusenergie
Der Primärenergieverbrauch für Heizen,
Warmwasser und Hilfsenergie wird bilan-
ziell durch solare Einträge übertroffen.
Einerseits ist die fassadenintegrierte
Solarthermieanlage mit 14 m² Kollektor-
fläche an den Pufferspeicher für Heizung
und vor allem Warmwasserversorgung
angebunden. Auf dem Dach befinden sich
Bild: Werner Friedl
Photovoltaikmodule mit 2,6 kWpeak, die in
die Dachbahn integriert sind. Das Gebäu-
de weist damit hinsichtlich der Bereiche
Schnitt mit eingezeichneter Lüftungsplanung Heizen, Warmwasser und Hilfsenergien
eine Plusenergiebilanz auf.
Dachabdichtung mit Solar Resümee
Harte Bedachung
Die fünfköpfige Familie fühlt sich ausge-
3
sprochen wohl in ihrem Haus. Im Winter
ist es angenehm warm und behaglich bei
25
406
30 cm WDVS,
84 29
WLG 032
Polystyrol
Luftdichter Anschluss: Dach – Wand
(OSB-Platte u. feuchteadaptive Dampfbremse an KS-Wand)
Bild: Werner Friedl
40 30 175 First
Detail First Lüftungsanlage
10EINFAMILIENHAUS IN AUGSBURG
geringstem Energieverbrauch, und im Som- bisweilen Kommentare von vorbeifahren-
mer kann die Außentemperatur gern auf den Radfahrern zu vernehmen sind nach
35 °C steigen. Innen bleibt es angenehm dem Motto: „Schau mal, da ist ja wieder
kühl – durch das passive Kühlkonzept dieses tolle Haus mit der grünen Welle!“
mit nächtlicher Aktivierung der massiven
Bauteile mittels Lüftung und Verschattung
der Fensterflächen am Tage.
Und irgendwie tut es auch ganz gut, dass
für das Gebäude der Augsburger Zukunfts-
preis 2009 verliehen wurde – oder wenn Fassadenintegrierte Solarthermieelemente
Projektdaten
Objekt Plushaus in Passivhausbauweise in Augsburg-Hochzoll
Wohn-/Nutzfläche Wohnfläche: 210,42 m2, Nutzfläche im KG: 111 m², Energiebezugsfläche PHPP: 273,26 m2
Konstruktion
Außenwand Kalkgipsputz, 17,5 cm Kalksandstein, 30 cm WDVS mit Polystyrol, λ = 0,032 W/(mK), U = 0,10 W/(m²K)
5 cm Zementestrich auf Trennlage, 3 cm Trittschalldämmung, λ = 0,04 W/(mK),
Bodenplatte 10 cm XPS-Dämmung, λ = 0,04 W/(mK), Bitumenabdichtung, 25 cm Stahlbetonbodenplatte,
24 cm XPS-Dämmung (2 x 12 cm), λ = 0,04 W/(mK), U = 0,10 W/(m²K)
2 x 2,5 cm GK-Platte, Installationsebene mit 9 cm Dämmung, λ = 0,04 W/(mK), 2,5 cm OSB-Holzwerkstoff,
feuchteadaptive Dampfbremse, Holzstegträger 401 mm gedämmt mit Zellulosefaser, λ = 0,04 W/(mK),
Dach
2,5 cm OSB-Holzwerkstoff, 3 cm Mineralwolle, λ = 0,04 W/(mK), Abdichtung mit extensiver Dachbegrünung bzw.
mit Photovoltaik-Modulen, U = 0,08 W/(m²K)
Holz-Alu-Fenster mit Dreifachwärmeschutzverglasung, Uf = 0,73 W/(m²K), Ug = 0,6 W/(m²K),
Fenster
g-Wert 0,61, Glasrandverbund Ψ = 0,032 W/(mK), Uw = 0,77 W/(m²K)
Eingangstür Holztür Passivhaus zertifiziert, Fabrikat: Variotec
Wärmebrücken In der Gesamtbilanz wärmebrückenfreie Konstruktion
Luftdichtheit Blower-Door-Test: n50 = 0,2 h-1
Gebäudetechnik
Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung, Fabrikat: Sachsenland Bauelemente Innoair 255 DC (zertifiziert),
Lüftung
Lüftungsvolumen 225 m³/h (30 m³/h pro Person bei Vollbelegung), ca. 65 m Erdreichwärmetauscher DN 200
Pelletprimärofen im Wohnzimmer, automatisch beschickt, in Verbindung mit einem Pufferspeicher im Keller, Fußbo-
Heizung und Warmwasser
denheizung mit individueller Temperierung der Räume, Solarthermische Fassadenkollektoren
Sanitärbereich Regenwassernutzung
Photovoltaik PV-Anlage mit 2,6 kWpeak in die Dachbahn integriert
Baujahr Fertigstellung 6/2008
Architekten Architekturbüro Friedl, MSc. Ing. arch. Werner Friedl, 86559 Adelzhausen, www.architekt-friedl.de
Planung Gebäudetechnik Ing.-Büro Kunkel, 08058 Zwickau, www.ibkunkel.de
Sonstiges zertifiziert durch das Passivhaus Institut Darmstadt, Zukunftspreis der Stadt Augburg 2009
Verluste
Gewinne
0 10 20 30 40 50 60 -40,0 -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0
Außenwand Dach Grund Heizung Warmwasser Hilfsstrom
Fenster Wärmebrücken Lüftung Haushaltsstrom Solarthermie Photovoltaik
Solare Gewinne Interne Gewinne Heizwärme
Energetische Bilanzierung des Heizwärmebedarfs: Gewinne und Primärenergiebilanz (Bereiche Heizung, Warmwasser und Hilfsstrom
Verluste [kWh/(m²a)] weisen eine Plusenergiebilanz auf)
11ENERGETISCHE BERECHNUNG
ENERGETISCHE BERECHNUNG
Energetische Bilanzierung des Heizwärmebedarfs: Gewinne und Verluste [kWh/(m2a)]
Für den Energiebedarf eines Gebäudes
werden bereits beim Vorentwurf die
wichtigsten Festlegungen getroffen.
Deshalb sollte schon in diesem Stadium
eine begleitende Untersuchung zur ther- Verluste
mischen Bauphysik und zum Jahresheiz-
wärmebedarf durchgeführt werden. Die
Energieeinsparverordnung (EnEV) verlangt
den Nachweis nach DIN V 18599. Für
Wohngebäude ist alternativ auch das Be- Gewinne
rechnungsverfahren nach EN 832 / DIN V
4108-6 möglich. Baulicher Wärmeschutz
und Heizungsanlagentechnik können auf 0 10 20 30 40 50 60
diesem Weg simuliert werden. Wenn es
allerdings darum geht, ein sehr energieef-
fizientes Gebäude zu optimieren, so müs- Außenwand Dach Grund
sen die spezifischen Anforderungen durch Fenster Wärmebrücken Lüftung
den Rechengang präzise beschrieben Solare Gewinne Interne Gewinne Heizwärme
werden. Für Kennwerte im Bereich des
Passivhauses hat sich seit Jahren das
Passivhaus Projektierungs Paket (PHPP) Jahres-Heizwärmebilanz für ein charakteristisches Passivhaus: Den Transmissionswärmeverlusten
durch Wand, Grund, Dach, Fenster und Wärmebrücken und Lüftungswärmeverlusten stehen
in der Praxis bewährt. Bei mehreren
die nutzbaren Gewinne gegenüber: solare Gewinne, interne Wärme und der resultierende
hundert Gebäuden wurden Rechenergeb- Heizwärmebedarf, der beim Passivhaus unter 15 kWh/(m²a) liegt.
nisse durch später durchgeführte Ener-
gieverbrauchs-Messungen bestätigt. Es
handelt sich um ein Excel-Programm auf
Grundlage der EN 832, bei dem zunächst Primärenergiebilanz [kWh/(m2a)]
wie bei den Rechenwegen nach EnEV zur
Ermittlung der Transmissionswärmever-
luste die Außenoberflächen der Wärme
übertragenden Gebäudehülle mit Bautei-
laußenmaßen sowie die entsprechenden
U-Werte eingegeben werden. Sehr genau
können dabei zur Ermittlung der solaren
-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120
Gewinne die Rahmenbedingungen der
Fenster inklusive der vorliegenden Ver-
schattung erfasst werden.
Heizung Warmwasser Hilfsstrom
Wärmebrücken werden mit ihren Wärme- Haushaltsstrom Solarthermie Photovoltaik
brückenverlustkoeffizienten längenbezo-
gen eingegeben. Lüftungswärmeverluste
und interne Gewinne sind auf einfachem, Primärenergiebilanz in kWh/(m²a) am Beispiel des Kindergartens in Wiernsheim: Durch die
aber sehr präzisem Weg ermittelbar. Photovoltaikanlage auf dem Dach wird ein höherer jährlicher Ertrag bereitgestellt als der
Dabei sind Standardwerte im Programm gesamte Energiebedarf des Gebäudes für Heizen, Kühlen, Warmwasser, Hilfsstrom und Strom
vorgegeben, die jedoch alternativ mit sehr für Beleuchtung und Geräte ausmacht.
hoher Tiefenschärfe individuell ermittelt
werden können und somit die Spezifika
des Passivhauses sehr genau abbilden. und Haushaltsstrombedarfs enthalten. Als mit regenerativ hochwertigen Techniken
Aus diesen Eingaben ergeben sich u.a. Ergebnis werden Primärenergiekennwert mit günstigem Primärenergiekennwert
der Jahresheizwärmebedarf, dessen und CO2-Emissionen ermittelt. bereitzustellen und darüber hinaus Strom
Bilanzierung in der Abbildung dargestellt mit erneuerbaren Techniken zu erzeugen.
wird, sowie die Heizwärmelast und eine PLUSENERGIETECHNIK Ein Plusenergiehaus kann dies innerhalb
Beurteilung des sommerlichen Wärme- seiner Gebäudestrukturen, z.B. in Form
schutzes. Die Berechnung erfolgt auf der Die hohe Effizienz von Passivhäusern von Photovoltaik im Dach und ggf. Wand-
Basis der Energiebezugsfläche, also der ermöglicht es auf wirtschaftliche Art und bereich erbringen. Die Abbildungen auf
tatsächlich beheizten Fläche. Darüber Weise, eine Plusenergiebilanz für das der nächsten Seite stellen dar, wie sich
hinaus sind Rechenblätter zur Ermittlung Gebäude zu erzielen. Dazu ist es förder- die Techniken vermutlich innerhalb der
des Warmwasserbedarfs sowie des Hilfs- lich, Heizwärme- und Warmwasserbedarf nächsten Jahrzehnte weiter entwickeln
12ENERGETISCHE BERECHNUNG
werden: Gebäude werden zunehmend regenerative Netz hinsichtlich seiner
mehr Energie ins Netz liefern. Die Be- Technikauslegung ist, desto einfacher ist
rechnung erfolgte beispielhaft für cha- es möglich, die Energieanforderungen in
rakteristische Gebäude unter alleiniger ihrem Tages- und Jahresgang kontinuier-
Nutzung der Dachfläche mit leicht süd- lich umfassend regenerativ bereit zu stel-
lich geneigter Pultdachform für Photo- len. Die Energieversorgung der Zukunft
voltaik. Es ist erkennbar, dass nicht nur wird zu großen Teilen mit gestalterisch
der Bedarf für Heizen, Warmwasser und und technisch hochwertigen Lösungen
Strom abgedeckt wird, sondern zudem innerhalb der Siedlungsstrukturen und
Ressourcen z.B. für den Verkehr zur der einzelnen Häuser funktionieren.
Verfügung stehen. Dabei ist der richtige regenerative Mix
der Versorgung mit Photovoltaik und
Bei der Definition der Plusenergietechnik klein strukturierten regenerativen Kraft-
muss bedacht werden, dass es zwar Wärme-Kopplungsanlagen in Verbindung
sinnvoll ist, einen großen Teil der Energie mit Windkraft, Wasser- und Gezeitenkraft-
direkt mit dem Gebäude zu gewinnen. werken verschiedener Ausprägung bis hin
Die Bilanzgrenze kann jedoch ebenso in zu geothermischer und solarthermischer
einer städtebaulichen Struktur oder einer Stromerzeugung erforderlich. Die Rege-
Region liegen. De facto sind die Grenzen lung über einen Netzverbund ermöglicht
international, da ein übereuropäisches mit der hohen Anzahl von dezentralen
Verbundnetz zunehmend Realität wird. Anlagen eine kontinuierliche und krisen-
Je umfassender dieses zunehmend sichere Energieversorgung.
Einfamilienhaus – Heizwärmebedarfs-Bilanzierung
kWh/(m2a)
50
Solare Gewinne Lüftung Dach
Interne Gewinne Außentüren Grund
40 Heizwärme Fenster Außenwand
Gewinne
Verluste
30
20
10
15,49
8,14
4,32 1,61
0
2010 2020 2030 2050
Entwicklung eines Passivhauses bis 2050 unter Anwendung innovativer Komponenten und
voraussichtliche wirtschaftlich optimale Entwicklung des Heizwärmebedarfs (rote Linie)
EFH, MFH, MFH-Sanierung – Bilanzierung Primärenergie
120
Strom Heizen
100
Warmwasser Photovoltaik
80
60
40
20
0
-20 2010 2020 2030 2050 2010 2020 2030 2050 2010 2020 2030 2050
-40 Einfamilienhaus Mehrfamilienhaus Kindergarten
-60
-80 PE-Faktor Strom
-100 2,6 2,1 1,7 1,2
-120
-140
-160
Technisch absehbare Entwicklung für die Primärenergiebilanz: Neubauten werden
zunehmend zu Energielieferanten, die erneuerbar erzeugte Energie überwiegt den Bedarf.
13SOLARSIEDLUNG IN MÜNSTER
SOLARSIEDLUNG WISMARWEG
PASSIVHÄUSER IN MÜNSTER
IM GLEISDREIECK Gebäudehülle & Konstruktion
Das Gebäude wird intensiv durch die Wand-
Das Grundstück des Wohnungsvereins konstruktionen geprägt: Der nördlich situ-
Münster stellte für die Planer eine große ierte Eingangsbereich besteht aus zwei-
städtebauliche Herausforderung dar: schaligem Mauerwerk, einer Konstruktion,
Innerhalb der Gabelung von zwei Bahn- die im Münsterland nahezu unumgänglich
strecken sollten Mietwohnungen gebaut ist. Dabei erzielte der Architekt eine relativ
werden. Östlich war ein Abstand von 30 m schlanke Lösung durch den Einsatz von
zum Grundstück gegeben, westlich etwa Kalksandstein-Planelementen mit nur
100 m, und 200 m südlich laufen die Dipl.-Ing. Architekt 15 cm Dicke, einer zweilagigen Polyurethan-
Bahnlinien zusammen. Schallschutz war Christoph Thiel Hartschaumstoffdämmung mit 18 cm und
ein zentrales Anliegen des Entwurfs: Ei- λ = 0,024 W/(mK), einem Fingerspalt von
nerseits musste mit schweren Bauteilen 2 cm sowie dem Verblendmauerwerk von
der bauliche Schallschutz gelöst werden, 11,5 cm, das durch horizontal unterschied-
auf der anderen Seite für die Mieter die Mehrkosten einzuplanen. Darüber hinaus liche Farbgebungen gestaltet wird – bis hin
Möglichkeit geschaffen werden, bei ge- wurde für die Wärmeversorgung eine groß- zu Farbwechseln bei der Verfugung. Der
schlossenen Fenstern zu wohnen und zu volumige Solarthermieanlage konzipiert, U-Wert beträgt 0,12 W/(m²K).
schlafen. Auf Grund dessen war ohnehin so dass die Wohnanlage in das Förder-
die Anforderung einer Zu-/Abluftanlage programm der Solarsiedlungen in NRW Die Wandkonstruktion auf der Gartenseite
gegeben. Die Architekten machten aus aufgenommen werden konnte. Mit nur besteht aus den gleichen Planelementen.
der Not eine Tugend und konnten den sieben Prozent Mehrinvestition wurde ein Darauf wurde ein Wärmedämmverbund-
Bauherrn leicht überzeugen, die noch feh- energetisches Modellprojekt ermöglicht, system mit Polystyroldämmplatten, 20 cm
lenden Verbesserungen zum Erreichen des das zudem für die Mieter ein hohes Maß dick, λ = 0,032 W/(mK), aufgebracht
Passivhaus Standards mit eher geringen an Behaglichkeit und Wohnkomfort bietet. mit einem resultierenden U-Wert von
Nordansicht (Bauphase)
14SOLARSIEDLUNG IN MÜNSTER
Foto: Christoph Thiel
Ansicht Süd (Bauphase)
Holz-Alu-Fenster mit Dreischeibenverglasung
und vorgesetzter Glasebene zur Integration
des Verschattungselements
0,15 W/(m²K). Auf den Nord- und West-
wänden beträgt die Dämmstärke 26 cm
mit einem U-Wert von 0,12 W/(m²K).
Foto: Christoph Thiel
Durch diese Konstruktionen wird ein her-
vorragender Schallschutz realisiert. Zur
Bahnlinie nach Osten wird neben klein
dimensionierten Fenstern eine schräge
Teilansicht Nordwest Rohbau
Stahlbetonwand eingesetzt, die nach oben
hin in einen runden Bogen übergeht. Sie
symbolisiert den Schallschutz zur Bahnlinie
auch architektonisch. Die Vorsatzschale
wurde mit einer Holzunterkonstruktion und
einer Mineralwolledämmung 38 cm λ =
0,035 W/(mK) ausgeführt. Darauf kommt
eine Schalung mit einer Stehfalzdeckung
in Titanzink. Die Konstruktion weist einen
U-Wert von 0,098 W/(m²K) auf.
Die Gebäude sind bis auf den Gebäude-
Bild: Christoph Thiel
technikbereich nicht unterkellert. Die Bo-
denplatte ist eine Stahlbetonkonstruktion
mit 25 cm. Sie liegt auf einer vorkonfekti-
onierten 30 cm dicken Dämmung. Auf der
Stahlbetonplatte befinden sich Ausgleichs- Regelgrundriss
und Trittschalldämmung unter Estrich.
Die Böden sind mit einem hochwertigen Bild: Christoph Thiel
Parkett bzw. in den Feuchträumen und
Küchen mit Fliesen belegt. Das Ergebnis
für den U-Wert beträgt 0,10 W/(m²K).
Das Pultdach weist eine zimmermanns-
Schnitt
mäßige Sparrenkonstruktion mit 30 cm
Mineralwolldämmung auf. Innenseitig
schließt zunächst die luftdichtende Ebene Langlebigkeit, Wartungsfreundlichkeit, den. Der resultierende Uw-Wert beträgt
mittels Dampfbremsfolie an und dann eine Schallschutz und die Aspekte des winter- 0,83 W/(m²K).
Installationsebene mit nochmals 6 cm lichen- und sommerlichen Wärmeschutzes
Dämmung. Die Verkleidung erfolgte mit wurden gleichermaßen betrachtet. Die Für die Wärmebrücken erfolgten im Rah-
Gipskartonplatten. Oberhalb der Sparren- Wahl fiel auf Holz/Alu-Verbundfenster mit men der PHPP-Berechnung Einzelermitt-
konstruktion befinden sich eine Dachunter- Dreifachverglasung auf dem Innenverbund lungen sowie Wärmebrückenberechnungen
deckplatte aus 6 cm dicken Holzweichfa- und einer hinterlüfteten Einfachverglasung nach dem Wärmebrückenprogramm
serplatten sowie eine Betonsteindeckung außenseitig. Im Verbundzwischenraum „Therm 5.2“ für die relevanten Details. In
auf Lattung und Konterlattung. Der U-Wert befindet sich das elektrisch betriebene der Tabelle werden die Details für die zwei
beträgt 0,10 W/(m²K). Das Flachdach ist Verschattungselement. Die Werte für Sockelkonstruktionen, Außenecken und
als Warmdach auf einer Stahlbetondecke U f betragen 0,89 W/(m²K), für U g = Dachabschlüsse den Isothermendarstel-
konzipiert. 0,59 W/(m²K) mit einem Glasrandverbund lungen gegenüber gestellt und die berech-
Ψ = 0,035 W/(mK). Zum Erreichen eines neten Wärmebrückenverlustkoeffizienten
Die Auswahl der Fenster erfolgte nach guten g-Wertes von 0,57 musste bei den (Ψ-Werte) benannt.
umfassenden Nachhaltigkeitskriterien. vier Scheiben Weißglas eingesetzt wer-
15SOLARSIEDLUNG IN MÜNSTER
Wärmebrücken Luft- und Winddichtheit wurden durch
Blower-Door-Tests überprüft, wobei jeweils
Detail Isothermendarstellung Ψ-Wert ein Baukörper mit den bis zu fünf Aufgän-
gen in der Gesamtheit gemessen wurde,
weil über die Lüftungsanlage ein Verbund
zwischen den Häusern besteht. Es wur-
de der geforderte n50-Wert von 0,6 h-1
Detail Sockel WDVS eingehalten.
Ψ = -0,013 W/(mK)
Lüftung, Heizung & Warmwasser
Die Lüftungszentralen sind zentral je
Gebäude positioniert und werden mit
einer Zu-/Abluftanlage mit Wärmerück-
Detail Sockel Verblender gewinnung Fabrikat Aerex betrieben.
Ψ = 0,018 W/(mK) Die horizontale Verteilung verläuft im
Bereich der abgehängten Decke der
Dachgeschosswohnungen. Da es sich
um Gebäude geringer Höhe handelt, sind
die Brandschutzanforderungen an die
Anlage eher gering. Es wurde jedoch ein
Brandschutzkonzept mit erhöhten Sicher-
heitsstandards durchgeführt.
Detail Außenwandecke Die Wärmebereitstellung für Heizung und
WDVS Warmwasser erfolgt durch einen Pellets-
Ψ = -0,053 W/(mK) kessel mit 40 kW Leistung in Verbindung
mit einer Solarthermieanlage. Die Kollek-
toren mit einer Gesamtfläche von 100 m²
sind auf den beiden nördlichen Gebäuden
jeweils auf den Süddächern untergebracht.
Die Solarspeicher haben ein Volumen von
6 000 l.
Detail Außenwandecke
Verblender
Ψ = -0,068 W/(mK)
Detail Pult Kopfbau Technikzentrale mit Pelletskessel
Ψ = -0,050 W/(mK)
Detail Traufe Hauptdach
Ψ = -0,049 W/(mK)
Fassadendetail Verblender
16SOLARSIEDLUNG IN MÜNSTER
Resümee einer ehemals städtebaulich schwierigen hochwertiges Projekt geschaffen mit hoher
Bei der Wohnanlage wird eine Win-Win- Situation anbieten, die Mieter bekommen Zukunftsfähigkeit, das bereits während der
Situation für alle Beteiligten erzielt: zu sehr günstigen Mieten einen überdurch- Bauzeit eine große Zahl von Interessierten
Der Wohnungsverein Münster kann als schnittlich komfortablen Wohnraum und anzieht und Modellcharakter weit über
Bauherr hochqualitative Wohnungen in die Architekten haben ein gestalterisch Münster hinaus haben wird.
Projektdaten
Objekt Solarsiedlung Wismarweg in Münster
Bauherr Wohnungsverein Münster von 1893 eG
Wohn-/Nutzfläche WF: 3 337 m² (39 Mietwohnungen von 49 m² bis 122 m²)
Konstruktion
Außenwand Zweischaliges Mauerwerk, Verblender mit Kerndämmung: 1,5 cm Innenputz, λ = 0,70 W/(mK),
15 cm Kalksandstein-Planelemente, λ = 1,10 W/(mK), Kerndämmplatte aus 2 x 9 cm Polyurethan-Hartschaumstoff,
λ = 0,024 W/(mK), 2 cm Fingerspalt, λ = 0,108 W/(mK), 11,5 cm Verblendmauerwerk, λ = 1,10 W/(mK),
U-Wert = 0,123 W/(m²K)
1,5 cm Innenputz, Mauerwerk mit WDVS, λ = 0,70 W/(mK), 15 cm Kalksandstein-Planelemente, RDK = 1,
λ = 1,10 W/(mK), 20 bis 26 cm Polystyrol-Dämmung, verschiedene Dämmstärken je nach Fassadenausrichtung,
λ = 0,032 W/(mK), 1 cm Außenputz, λ = 0,7 W/(mK), U-Wert = 0,152 bis 0,118 W/(m²K)
Bodenplatte 1 cm Parkett, λ = 0,13 W/(mK), 4,5 cm Estrich, λ = 1,05 W/(mK), 6 cm Dämmung, λ = 0,035 W/(mK),
25 cm Stahlbetonbodenplatte, λ = 2,50 W/(mK), 30 cm Polyurethan-Dämmung (Lohr-Element), λ = 0,038 W/(mK),
U-Wert = 0,10 W/(m²K)
Dach Pultdach: 1,25 cm Gipskarton, Installationsebene mit 6 cm Mineralwolle, λ = 0,035 W/(mK), Dampfbremsfolie,
Sparren und 30 cm Mineralwolledämmung, λ = 0,035 W/(mK), 6 cm Dachunterdeckplatte, λ = 0,045 W/(mK),
4 cm Grundlattung, Dachdeckung mit Konterlattung, U-Wert = 0,10 W/(m²K)
Fenster Holz/Alu-Verbundfenster mit Dreifachverglasung mit integriertem Sonnenschutz, witterungsgeschützt durch eine
vierte Glasscheibe, Uf = 0,89 W/(m²K), Ug = 0,59 W/(m²K), g-Wert 0,57, Glasrandverbund Ψ = 0,035 W/(mK),
Uw = 0,83 W/(m²K), Schallschutzwert 43 dB
Eingangstür Holz/Aluminium-Haustür mit Passivhauszertifikat, Plattenkonstruktion im Werkstoffverbund Holz/Aluminium/Ther-
moschaum mit Holz- und Phenolplatteneinlagen, UD-Wert = 0,86 W/(m²K)
Wärmebrücken Detaillierte Ermittlung der Wärmebrücken mit „Therm 5.2“
Luftdichtheit Blower-Door-Test: n50 < 0,6 h-1
Gebäudetechnik
Lüftung Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung, Fabrikat: Aerex Lüftungsvolumen 1490 m³/h
(30 m³/h pro Person bei Vollbelegung)
Heizung und Warmwasser Pelletanlage 40 KW, Solarthermie 100 m² Flachkollektoren mit Pufferspeicher (Volumen 6 000 l), Fabrikat: Wagner
Übertragung Heizwärme Über Lüftungsanlage (Nachheizregister) und Badheizkörper
Sanitärbereich Frischwarmwasserstation,
Besonderheit: Regenwassernutzung für die Toilettenspülung, Bunker aus dem 2. Weltkrieg dient als Zisterne
Baukosten 1 538 €/m² Wohn-/Nutzfläche (Kostengruppe 300/400 nach DIN 276 inkl. MWSt.)
Baujahr Fertigstellung 8/2010
Architekten Architekturbüro Thiel, 48143 Münster
Planung Gebäudetechnik KSK-Ingenieurplanung, 48167 Münster
Ingenieurbüro Moorhenne & Partner GbR, 42277 Münster
Ingenieurbüro Kunkel, 08058 Zwickau
Sonstiges zertifiziert durch das Passivhaus Institut Darmstadt
Verluste
Gewinne
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0
Außenwand Dach Grund Heizung Warmwasser Hilfsstrom
Fenster Wärmebrücken Lüftung Haushaltsstrom Solarthermie Photovoltaik
Solare Gewinne Interne Gewinne Heizwärme
Energetische Bilanzierung des Heizwärmebedarfs: Gewinne und Primärenergiebilanz (Bereiche Heizung, Warmwasser und Hilfsstrom
Verluste [kWh/(m²a)] weisen eine Plusenergiebilanz auf)
17RAUMLUFTQUALITÄT UND LÜFTUNG
RAUMLUFTQUALITÄT UND LÜFTUNG
● Nennlüftung: notwendige Lüftung zur Die Anforderungen sind so formuliert,
Die Lüftung von Gebäuden erfüllt vor allem Gewährleistung der hygienischen und dass eine wirkliche Planungssicherheit
zwei Aufgaben: gesundheitlichen Erfordernisse sowie vor allem durch ventilatorgestützte Sys-
des Bautenschutzes bei Normalnut- teme erzielt wird.
● Frischluftzufuhr zum Ausgleich von zung der Wohnung. Dazu kann der
Schadstoffbelastungen durch Nutzer teilweise mit aktiver Fenster- Bei der Auslegung von Lüftungsanlagen
– Schadstoffe aus Baumaterialien, lüftung herangezogen werden. müssen folgende Aspekte berücksichtigt
insbesondere Ausbaumaterialien, werden:
Einrichtungsgegenständen und Mö- ● Intensivlüftung: Zum Abbau von Last-
beln, spitzen (z.B. durch Kochen, Waschen) ● Ausschlaggebend ist der Kohlendio-
– Luftverunreinigungen durch Haus- kann der Nutzer ebenfalls teilweise xidgehalt der Raumluft, weil dieser
staub, mit aktiver Fensterlüftung herange- Wert durch die Nutzer verursacht und
– nutzerbedingte Belastungen aus zogen werden.
Haushaltsgegenständen, Lagerung
und Zubereitung von Lebensmitteln,
Haushaltschemikalien, Wohnfläche 120 m2, Luftwechsel gesamt 0,4 h-1
– Stoffwechselprodukte der Nutzer
aus Atmung, Transpiration etc.
Aufenthaltsräume Flure Sanitär etc.
Luftwechsel 0,66 h-1 Luftwechsel 2,06 h-1
● Regulierung der Raumluftfeuchtigkeit
durch
Küche
– Begrenzung der relativen Luft- Wohnen
feuchte auf einen behaglichen und Abluft
Über- 60 m3/h
gesundheitsverträglichen Bereich ström-
von 30 bis 65 % relativer Feuchte, bereich
– Abtransport der in den Räumen Zimmer 1
Zuluft
anfallenden (Wohn-)Feuchte, gesamt WC/Abst. Abluft
– Vermeidung von Kondensatanfall 120 m3/h 20 m3/h
und Schimmelbildung an Bauteilen. Zimmer 2
Bad
Manuelle Fensterlüftung kann diesen Abluft
Zimmer 3
Aufgaben nur bedingt gerecht werden. 40 m3/h
Durch Erfahrungen mit gut ausgeführ-
ten Lüftungsanlagen und zahlreiche
75 m2 20 m2 25 m2
Vergleichsmessungen hinsichtlich der
Raumluftqualität hat sich in den letzten
Jahren zunehmend die Fachmeinung Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung: Auslegungsschema für eine Wohnung
etabliert, dass bei Neubauten und Mo-
dernisierungen grundsätzlich ventilator-
gestützte Lüftungsanlagen installiert wer-
den sollten. Dies spiegelt sich auch
in der DIN 1964-6 wider. Sie verlangt Aufenthaltsräume Verkehrs- Sanitär etc.
Luftwechsel 0,6 bis 2,0 h-1 fläche etc. Luftwechsel 2,00 h-1
grundsätzlich die Erstellung eines Lüf-
tungskonzepts für Neubauten und für
Renovierungen für den Fall, dass im Ein- Büro 1
Sanitär
und Mehrfamilienhaus mehr als 1/3 der Abluft
vorhandenen Fenster ausgetauscht bzw. Über- nach DIN
ström-
im Einfamilienhaus mehr als 1/3 der bereich
Dachfläche neu abgedichtet wird. Dabei Büro 2
Zuluft
wird unterschieden nach pro Person Technik
30 m3/h Abluft
● Feuchteschutz: Unter üblichen Nut- Büro 3
zungsbedingungen müssen die Anfor-
derungen ständig und nutzerunabhän- Lager
gig sicher gestellt sein. Büro 4 ... Abluft
● Reduzierte Lüftung: zur Gewährleistung
des hygienischen Mindeststandards.
Diese Stufe muss ebenfalls weitestge-
hend unabhängig von den Nutzern sein. Zu-/Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung: Auslegungsschema für ein Büro
18RAUMLUFTQUALITÄT UND LÜFTUNG
nicht veränderbar ist. Ein CO2-Gehalt
von 1 000 ppm (Pettenkofer-Wert)
bzw. 1 500 ppm nach Norm sollte
nicht überschritten werden. Bei 1000
völliger Ruhe sind dazu für einen
900 10 000-25 0000 μg/m3: Alkohole
erwachsenen Menschen etwa 20 m³
vorübergehender Aufenthalt
Frischluft pro Stunde erforderlich, 800 Terpene
VOCs in Raumluft [μg/m3]
bei leichter Arbeit etwa 30 m³. Damit 1 000-30 000 μg/m3:
korrespondiert die Mindestanfor- 700 längerfristiger Aufenthalt
derung DIN 1946 Teil 6 von 30 m³ Aromaten
600
Frischluft pro Stunde für jede Person
bei normaler Betätigung. 500 300 μg/m3: Aliphaten
Zielwert nach Seifert (UBA) ab Hexan
400
● Schadstoffe und Gesundheit beein- Ketone
trächtigende Einflüsse müssen so 300 ohne Aceton
gering gehalten werden, dass durch Ester
200
den festgelegten Luftwechsel Rest-
schadstoffe ausreichend abgeführt 100
höhere Aldehyde
werden.
0
● Es muss dafür gesorgt werden, dass Haus A Haus B Haus C Haus D
eine ausreichende Durchströmung Messprogrammm AnBUS Fürth/LGA Bayern/Schulze Darup, gef. durch Bundesstiftung Umwelt
jedes einzelnen Raumes entspre-
chend seiner Nutzung gegeben ist.
Am Beispiel einer Wohneinheit mit
Messergebnisse Passivhäuser Nürnberg: Summe der flüchtigen organischen Verbindungen
120 m² Wohnfläche wird das Lüf- (VOCs) [1]. Die Ergebnisse liegen sehr viel niedriger als der strenge Zielwert.
tungskonzept dargestellt. Die frische
Außenluft wird in die Aufenthalts-
räume geführt. Dabei ist darauf zu ● Bei Nicht-Wohnnutzungen gilt das außerhalb der Betriebszeiten eine star-
achten, dass die Räume möglichst Prinzip in gleicher Form: Qualität ke Absenkung bis hin zur Abschaltung
vollständig durchlüftet werden und und Energieeffizienz eines Lüftungs- gewählt werden.
möglichst keine Kurzschluss-Luft- systems hängen davon ab, wie ge-
ströme entstehen. Der Zuluftbereich schickt Zuluftbereich (Arbeitsbereich, Für Schulen sollte eine genaue Überprü-
hat in diesem Fall eine Fläche von Aufenthaltsräume), Überströmzone fung des Bedarfs durchgeführt werden.
etwa 75 m², was bei 120 m³/h und Abluftbereich festgelegt werden Es gibt mehrere gut gelungene Lüftungs-
einem mittleren Luftwechsel von (Sanitär-, Neben-, Technikräume und konzepte mit Auslegungsvolumina von 15
0,66 h-1 entspricht. Das entspräche vor allem Räume mit hoher interner bis knapp über 20 m³ pro Stunde und
bei manueller Lüftung einer ausgie- Wärmelast zur Reduktion der sommer- Schüler. Großzügigere Anlagen verteuern
bigen Querlüftung alle eineinhalb lichen Kühllast). die Investitionskosten deutlich und sind
Stunden, was Mietern gerichtlich hinsichtlich der Luftbewegungen und Ge-
attestiert nicht zugemutet werden Lüftungsanlagen sollten den gewünsch- räuschentwicklung deutlich schwieriger
kann. Die Luft wird durch den Über- ten Luftwechsel regelungstechnisch in zu planen. Beachtung finden muss in
strömbereich (Flure, Treppenraum, möglichst einfacher Form erfüllen. In diesem Fall die Unterbringung z.B. von
Nebenräume, ungenutzte Teile von Abhängigkeit von Nutzung und Belegungs- Mänteln und Jacken, die bei feuchtem
offenen Wohnräumen) in die Abluft- dichte kann die geförderte Luftmenge Wetter zu einer hohen Feuchtebelastung
räume geleitet. Die Lüftungsanfor- geändert werden. Bei Wohnnutzung reicht im Raum führen können, wenn sie in den
derungen werden dort vollständig im Allgemeinen eine Zwei- bis Drei-Stu- Klassenzimmern untergebracht werden.
erfüllt: Küche 40 bis 60 m³/h, Bad fen-Regelung mit Auslegungsvolumen, Sinnvoll ist die Abluftabsaugung direkt
40 m³/h und WC 20 m³/h. Der Luft- abgesenktem Betrieb und Bedarfslüftung, unter bzw. hinter der Garderobe.
wechsel über die gesamte Fläche wobei letztere auch durch manuelle Fens-
beträgt im vorliegenden Fall etwa terlüftung leistbar ist, um kostengünstige Bei zahlreichen Raumluftmessungen wur-
0,4 h-1. Bei kleineren Wohneinheiten Konzepte, z.B. im Geschosswohnungs- de belegt, dass durch ventilatorgestützte
mit höherer Belegungsdichte pro m² bau, zu erhalten. Lüftungsanlagen die Raumluftqualität
ist von höheren Raten auszugehen, signifikant verbessert wird.
bei großzügigen Wohnungen oder Bei komplexeren Anlagen kann die Stim-
Häusern mit geringer Personenbe- migkeit der Regelung sehr stark über Die Abbildung zeigt die Messwerte von vier
legung kann bis zu einem Wert von das Funktionieren des Energiekonzepts Passivhäusern, bei denen hervorragende
0,3 h-1 reduziert werden. entscheiden. So kann bei Büronutzung Raumluftqualität festgestellt wurde.
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