Konzept
Die Energieeinsparverordnung definiert den energetischen Mindeststandard für Niedrigenergiehäuser.
Der Jahresprimärenergiebedarf darf demnach nicht mehr als ca. 115 Kilowattstunden pro m² Wohnfläche betragen.
Der Höchstwert für Transmissionswärmeverlust beträgt 0,55 W/m²K.
Die vorgenannten Werte können je nach Gebäudeform leicht differieren.
Das Passivhaus ist kein Experiment sondern Stand der Technik
Die Weiterentwicklung der Energieeffizienz des Niedrigenergiehauses führt über das KFW60 und KFW40-Haus direkt zum Passivhaus.
Die präzise Definition für ein Passivhaus lautet:
"Ein Passivhaus ist ein Gebäude, in welchem die thermische Behaglichkeit (ISO 7730) allein durch Nachheizen oder Nachkühlen des Frischluftvolumenstroms, der für ausreichende Luftqualität (DIN 1946) erforderlich ist, gewährleistet werden kann - ohne dazu zusätzlich Umluft zu verwenden."
Das Passivhaus-Konzept führt nachweislich zu einer sehr hohen Heizenergieeinsparung, die gegenüber dem alten Gebäudebestand mehr als 90% und gegenüber den gesetzlichen Anforderungen an Niedrigenergiehäuser immer noch durchschnittlich etwa 80% beträgt.
Der jährliche Heizwärmebedarf eines Passivhauses liegt unter 15 kWh je Quadratmeter Wohnfläche, was einem Heizölequivalent von weniger als 1,5 Litern entspricht.
Dabei sind im Passivhaus behagliche Temperaturen ohne ein separates Heizsystem zu erreichen.
Alle haustechnischen Komponenten, Konstruktion und Materialien, die im Passivhaus eingesetzt werden, sind heute schon Stand der Technik.
Das Passivhaus folgt 2 Grundprinzipien
Verluste zu minimieren
Wärmeverluste vermeiden – die Wärme bleibt im Haus
- optimierte Wärmedämmung,
- Luftdichtigkeit der Gebäudehülle,
- Vermeidung von Wärmebrücken,
- Wärmeschutzverglasung,
- kontrollierte Wohnungslüftung,
Gewinne zu maximieren
Wärmegewinne optimieren – die Sonne heizt gratis
- Nutzung solarer Energie für Warmwasserbereitung
- Nutzung interner Energie (Hausgeräte, Beleuchtung, Bewohner)
- Ausrichtung des Gebäudes nach Süden = passive Solarnutzung
Zu den elementaren Voraussetzungen eines Passivhauses gehören erheblich verbesserte Dämmwerte der gesamten Gebäudehülle sowie konsequente Vermeidung von Wärmebrücken und Luftundichtigkeiten.
Eine Superisolierung sorgt dafür, dass das Haus vom Keller bis zum Dach luftdicht eingepackt wird. Diese luftdichte Gebäudehülle verhindert, dass die Wärme in Innern des Hauses über die Wände nach außen abgegeben wird.
Durch den Einsatz sog. Passivhausfenster mit einem hoch wärmegedämmten Rahmen und mit 3-fach Wärmeschutzverglasung wird die Sonne als passive Solarquelle optimal genutzt.
Die Fensteröffnungen der Wohnräume in einem Passivhaus sollten daher möglichst südlich bzw. südwestlich ausgerichtet sein.
Eine unabdingbare weitere Voraussetzung für ein Passivhaus ist der Einbau einer Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung ( aus der Abluft) sowie die Nutzung solarer (und interner) Energie für die Warmwasserbereitung durch Solarkollektoren.
Daneben sollte ein Passivhaus möglichst noch folgende Merkmale besitzen:
Kompakte Bauform und Verzicht auf verwinkelte und verschachtelte Fassadengestaltung, Fenster der Aufenthaltsräume nach Süden ausgerichtet ( Solarnutzung!), 3-fach-Wärmeschutzverglasung mit wärmegedämmten Rahmen, Unterstützung der Warmwasserbereitung durch Solarkollektoren
Der Blower-Door-Test
Unkontrollierter Luftaustausch wird dank einer möglichst dichten Gebäudehülle unterbunden und mittels eines so genannten Blower-Door-Tests nachgewiesen.
Messprinzip
Durch einen Ventilator mit kalibrierter Messblende für den geförderten Volumenstrom wird Luft in das zu untersuchende Gebäude gedrückt oder herausgesaugt. Die Stärke des Ventilators wird so eingestellt, dass zum Umgebungsdruck eine Druckdifferenz von 50 Pa (Pascal) entsteht. Druckdifferenzen entstehen auch natürlich, wenn Wind bläst. Bei Windstärke 5 ist diese Druckdifferenz auch etwa 50 Pa. Der Ventilator wird meistens mit einem Rahmen in die Öffnung eines geöffneten Fenster eingesetzt. Da früher meist eine Tür benutzt wurde, kam der Name Blower-Door-Test (deutsch: Gebläse-Tür-Messung) zustande. Die Tür wird heute meist nicht mehr verwendet, da es sehr wichtig ist, die Haustür mit auf Winddichtigkeit zu prüfen. In der Blower-Door sind Messinstrumente eingebaut, die die Druckdifferenz und die Luftmenge messen, die der Ventilator transportiert. Die Drehzahl des Ventilators wird so eingestellt, dass sich ein bestimmter Druck zwischen Außen- und Innenraum aufbaut. Dabei muss er soviel Luft nach außen befördern, wie durch Leckstellen in das Gebäude eindringt (bei der Unterdruckmessung). Der gemessene Luftstrom wird durch das Volumen des Gebäudes geteilt. Diesen Wert, die Luftwechselrate n50, kann man nun mit anderen Gebäuden und Normen vergleichen.(Quelle: Wikipedia)
Passivhausdach
Die Dachkonstruktion besteht aus den tragenden Dachsparren aus Vollholz mit abgehängten Untergurten (Entkoppelung) zur Vermeidung von Wärmebrücken. Der Zwischenraum zwischen dem Sparren und dem Untergurt wird mit EPS-Plattenstreifen ausgefüllt
Die Sparrenfelder werden mit einer Zwischensparrendämmung versehen.
Unter den Sparren wird eine weitere Lage mit Wärmedämmmaterial, 50mm stark, angebracht, so dass insgesamt Dämmschichten in einer Stärke von 450 mm eingebaut sind. Die Dachkonstruktion ist wärmebrückenfrei.
Energietechnik
Kontrollierte Wohnraumlüftung
Ein zentraler Bestandteil des Passivhauses ist die kontrollierte Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung. Sie versorgt die Wohn- und Schlafräume über ein Kanalsystem dauernd mit hygienisch einwandfreier frischer Luft und transportiert Feuchtigkeit und Gerüche aus der Wohnung ab. Die Abluftöffnungen befinden sich in der Küche, Bad und WC.
Um Lüftungswärmeverluste auf ein vertretbares Maß zu reduzieren, wird die in der Abluft enthaltene Wärme über einen Wärmetauscher rückgewonnen, indem sie an der kalten Frischluft vorbeigeleitet wird und dabei über 80% der Wärme aufnimmt, die in der Abluft enthalten ist. Eine Vermischung von Frischluft und Abluft ist nicht möglich, da die einzelnen Kanäle gegeneinander dicht sind.
Die Frischluft wird über einen Erdwärmetauscher angesaugt, was bewirkt, dass im Winter wärmere und im Sommer kühlere Luft zur Verfügung steht.
Warmwasserbereitung
Systemlösungen für Passivhäuser bestehen aus Luft/Wasser-Wärmepumpen, kombiniert mit einer kontrollierten Wohnunglüftung und einem Speicher-Wassererwärmer. Dabei nutzt die Wärmepumpe denjenigen Anteil der Fortluftwärme, der von der Wärmerückgewinnung der Lüftung nicht verwertet werden kann und verwendet ihn zur Nacherwärmung der Zuluft oder zur Trinkwassererwärmung.
Zusätzlich kann eine Solaranlage zur Unterstützung der Trinkwassererwärmung angeschlossen werden. Die Kollektorfläche wird so dimensioniert, dass für einen Haushalt mit 3-4 Personen ein Deckungsgrad von ca. 50% erreicht wird.
Heizung
Der Heizwärmebedarf von Passivhäusern wird zum weitaus überwiegenden Teil von passiven Energiequellen abgedeckt. Hierbei handelt es sich um solare Einträge über zum Süden ausgerichtete Fenster und um interne Wärmegewinne durch die Wärmeabgabe der Hausbewohner und der elektrischen Geräte.
Trotzdem bleibt je nach Jahreszeit und Region ein kleiner Anteil an Heizbedarf übrig, der bei ca. 15kWh/m²a liegt. Dieser Anteil wird bei Bedarf von einer kleinen Wärmepumpe zur Verfügung gestellt, indem ein Nachheizregister im Frischluftkanal platziert wird. Da das Haus ohnehin mit einer Lüftungsanlage ausgestattet ist, bietet sich der Wärmeträger Luft zur Beheizung des Passivhauses an.
Im Badezimmer wird ein separater Heizkörper installiert, um diesen Raum individuell beheizen zu können.
Alternativ kann auch eine konventionelle Pumpen-Wasserheizung z.B. für eine Fußbodenheizung angeschlossen werden.
