tommyFIX INNENAUSBAU

Unter einem Passivhaus wird ein Gebäude verstanden, das aufgrund seiner guten Wärmedämmung in der Regel keine klassische Gebäudeheizung benötigt.

Das Passivhaus darf laut den Zertifizierungskriterien des Passivhausinstituts Darmstadt einen Heizwärmebedarf von 15 Kilowattstunden (Energiegehalt von etwa 1,5 Liter Heizöl), pro Quadratmeter in einem Jahr nicht übersteigen.

Die maximal zulässige Heizlast beträgt 10 W/m² und muss auch im Winter an ungünstigen Tagen über die Zuluft einbringbar sein. Weiterhin ist ein Passivhaus durch Grenzwerte im Bereich des Primärenergiebedarfs von 120 kWh/(m²·a), der Luftdichtheit und der minimalen Wirkungsgrade definiert.
Die Häuser werden „passiv“ genannt, weil der überwiegende Teil des Wärmebedarfs aus „passiven“ Quellen gedeckt wird, wie Sonneneinstrahlung und Abwärme von Personen und technischen Geräten. Das Ergebnis ist eine positive Raumwahrnehmung, gekoppelt mit einem niedrigen Energieverbrauch. Dabei ist das Passivhaus keine neue Bauweise, sondern ein Baustandard, der besondere Anforderungen bezüglich Architektur, Technik und Ökologie festlegt und nicht auf einen bestimmten Gebäudetyp beschränkt ist. Es ist auch durch Umbauten und Sanierungen möglich, diesen Standard zu erreichen.

Passivhausbauweise

Funktionsprinzip
Ein typisches Passivhaus verfügt über die in der Abbildung dargestellten Konstruktionsmerkmale. Abweichungen sind an jeder Stelle möglich, solange das Prinzip erhalten bleibt (funktionaler Standard).

Beim Passivhaus wird durch die besondere Wärmedämmung der Wände, Fenster und des Daches eine überdurchschnittliche Wärmerückgewinnung der Abstrahlwärme von Bewohnern und Haushaltsgeräten erreicht. Eine ausgeklügelte Lüftungsanlage vermindert ebenfalls einen Wärmeverlust und regelt die Frischluftzufuhr für die Bewohner. Die Frischluft wird oft durch einen Erdwärmetauscher vorgewärmt dem Gebäude zugeführt. Wichtige Bestandteile sind außerdem eine extrem gute Luftdichtheit, sowie eine spezielle Gebäudeform. Die Gebäudeheizung bei extrem niedrigen Temperaturen durch geläufige Heizungssysteme wie beispielsweise Fernwärme, Gas- oder Ölheizung, Holzofen oder eine solartechnische Anlage kennzeichnet dabei den Grenzbereich zu hochgedämmten konventionellen Gebäudetechnologien.

In der Regel erfolgt die Zuheizung beim Passivhaus über elektrische Heizregister oder eine elektrisch betriebene Luft-Luft-Wärmepumpenheizung über die Lüftungsanlage. Üblich sind auch (vor allem im Bad) elektrische Fliesenheizungen. Passivhäuser haben daher trotz ihrer Energieeffizienz in der Regel einen höheren Verbrauch an elektrischer Energie, als konventionell beheizte Häuser.

Wärmedämmung
Schwerpunkt bei der Energieeinsparung im Passivhaus ist die Reduzierung der Energieverluste durch Transmission und Lüftung. Dies wird erreicht durch eine gute Wärmedämmung aller Umfassungsflächen (Dach, Kellerwände, Fundamente, Fenster), eine weitgehend dichte Gebäudehülle und eine kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung aus der Abluft. Wärmebrücken und Undichtheiten sind (auch bei den Anschlüssen) zu vermeiden.

Die Fenster werden bei mitteleuropäischen Passivhäusern meist dreifach verglast, haben selektive Schichten zu jedem Scheibenzwischenraum und sind mit dem Edelgas Argon (selten Krypton) gefüllt. Obwohl derartige Fenster einen schlechteren Wärmedämmwert aufweisen als gut wärmegedämmte Wände, hat ein im Winter möglichst unverschattetes Südfenster dieser Qualität auch im Winter durch solare Energiegewinne eine positive Energiebilanz. Inzwischen gibt es spezielle Fensterkonstruktionen für Passivhäuser, zum Beispiel mit zwei hintereinander liegenden Fensterflügeln, die noch höhere solare Gewinne und bestmöglichen Wärmeschutz garantieren.

Möglichst schmale Rahmen maximieren den relativen Anteil der Glasflächen und optimieren damit den Energieeintrag, u.a. weil der U-Wert einer Dreifachverglasung mit etwa 0,5 bis 0,7 deutlich besser ist als der des Rahmens. Fensterkonstrukteure sind seit jeher bemüht, schmale Rahmen zu bauen, um auch bei kleinen Fenstern einen hohen Glas-Flächenanteil zu haben. Auch trägt die Art der Einbindung des Fensters im Wandquerschnitt (bei Planung und Einbau) entscheidend zur Wärmedämmung bei.

Lüftung
Die Gebäudehüllen, insbesondere von Neubauten sind generell nahezu luftundurchlässig. Infolgedessen ist ausreichender natürlicher Luftaustausch bei geschlossenen Fenstern nicht gegeben. Deshalb werden heute vielfach, und nicht nur bei Passivhäusern, Lüftungsanlagen eingebaut, die für den Abtransport von verbrauchter Luft und Wasserdampf und damit für ein angenehmes Raumklima sorgen. Um die Lüftungswärmeverluste zu begrenzen, benötigen Passivhäuser eine kontrollierte Wohnraumlüftung, in der Regel mit Wärmerückgewinnung. Diese sorgt für den notwendigen Luftaustausch und verringert Energieverluste durch Fensterlüftung. Etwa alle 1 bis 4 Stunden wird die gesamte Luft im Haus ausgetauscht. Bei den dazu nötigen geringen Luftvolumenströmen sind Luftbewegung, Zugluft oder Geräusche nicht wahrnehmbar. Bei höheren Luftwechselraten und bei zu engen Kanälen können Strömungsgeräusche hörbar sein. Die frische, gefilterte und vorgewärmte Zuluft wird den Wohn- und Schlafräumen zugeführt, gelangt von dort durch Überstromöffnungen (beispielsweise in bzw. über den Türen oder mittels unterschnittener Türblätter) in die Flure und wird in Küchen, Bädern und WCs wieder abgesaugt. Von dort geht die Abluft durch Kanäle zum Wärmeübertrager und schließlich als Fortluft nach draußen.

Das Herzstück der Lüftungsanlage ist die Wärmerückgewinnung mit einem Wärmetauscher, meist einem Gegenstromwärmeübertrager. Die Wärme aus der Abluft kann dort zu 80 bis 95 % für die Zuluft zurückgewonnen werden, ohne dass eine Vermischung der Luft stattfindet. Im normalen Betrieb nimmt eine solche Anlage ohne Heizfunktion für ein Einfamilienhaus etwa 40 Watt Leistung auf. Es gibt auch Geräte mit einem Rotationswärmeübertrager, welche auch einen Teil der Luftfeuchtigkeit wiedergewinnen können. Der Luftfilter des Gegenstromwärmeübertragers kann auch gegen einen Pollenluftfilter ausgetauscht werden. Ebenso lässt sich durch den Einbau eines Ionisationsmodul mit Ionisationsröhre die Luftqualität verbessern und Schadstoffe abbauen.

Heizung
Ein großer Teil des Heizwärmebedarfes wird in Passivhäusern von inneren Gewinnen, d. h. die Wärmeabgabe von Personen und Geräten, sowie von solaren Gewinnen beim Wärmeeintrag über die Fenster gedeckt.

Der dann noch bestehende Restwärmebedarf kann durch beliebige Quellen bereitgestellt werden (z. B. Gasheizung, Fernwärme, Wärmepumpe, Elektrogebäudeheizung, thermische Solaranlage, Pelletofen oder auch durch eine Ölzentralheizung). Das Passivhauskriterium des Passivhaus Instituts in Darmstadt ist ein theoretischer Heizwärmebedarf von 15 kWh pro Quadratmeter beheizter Wohnfläche und Jahr. Dies entspricht einem Energiebedarf im Raum von ca. 1,5 Litern Heizöl, vor Verlusten durch die Erzeugung und den Transport im Gebäude. Ein solch geringer Heizwärmebedarf kann durch eine Beheizung der Zuluft der Lüftungsanlage gedeckt werden, erforderlich sind kompakte Bauweise und Einbeziehung interner Wärmequellen wie z. B. die Wärmeabgabe der Bewohner. Regelmäßig kann eine Beheizung über die Zuluft nur eine geringe Heizlast von etwa 10–20 W je m² abdecken. Dies liegt im Wesentlichen an der geringen Wärmekapazität des Mediums Luft und der, je nach Wärmeerzeuger, mehr oder weniger hohen und begrenzten Temperaturspreizung zwischen der Zuluft nach dem Heizregister und der Raumlufttemperatur. Größere Passivhäuser mit geringer Belegungsdichte werden üblicherweise wie herkömmliche Gebäude über statische Heizflächen, nur eben mit geringerer Größe beheizt. Der Bedarf ist jedoch auch wesentlich vom Nutzerverhalten abhängig. Wichtige Einflussfaktoren sind dabei z. B. die gewünschte Raumtemperatur, Verschattung der Fenster und das Lüftungsverhalten (Stoßlüften oder Fenster dauerhaft in Kippstellung). Im Extremfall kann der tatsächliche Wärmebedarf bei einem Vielfachen des optimal Möglichen liegen.

Bei kleineren Passivhäusern kommen häufig so genannte Kompaktgeräte zum Einsatz, in denen eine kontrollierte Wohnraumlüftung, Warmwasserbereitung, eine Mini-Wärmepumpe und Elektrozusatzheizung integriert sind und keine klassische Gebäudeheizung darstellen. Anderseits bieten „konventionelle“ Anlagen aus Wärmeerzeuger und getrennter Lüftung nicht nur Kosten- und Effizienzvorteile: Bei Gerätefehlern oder aufgrund technischem Fortschritt können Komponenten der Anlage erneuert werden; bei Wahl von Einzelgeräten können die jeweiligen Rahmenbedingungen eines Bauvorhabens adäquat berücksichtigt werden.

Wohngefühl

Konstante Innentemperatur
Die wesentliche und besondere Eigenschaft eines Passivhauses ist die konstante Innentemperatur. Das gilt sowohl über das Jahr gesehen als auch über einen Tag sowie für einzelne Räume. Die Innentemperatur ändert sich nur sehr langsam – bei ausgeschalteter Heizung sinkt sie im Passivhaus um weniger als 0,5 K am Tag (im Winter, wenn keine Sonne scheint). Alle Wände und Böden haben dieselbe Temperatur, dies gilt ebenfalls für den Keller, wenn er innerhalb der thermischen Hülle liegt. Es gibt keine „kalten“ Außenwände oder Fußböden, Schimmelbildung ist dadurch ausgeschlossen. Im Sommer sorgen die Wärmedämmung und ein möglicherweise vorhandener Erdwärmeübertrager dafür, dass das Gebäude angenehm kühl bleibt und (zumindest in Mitteleuropa) keine Klimaanlage erforderlich ist. Das gilt auch für Bürogebäude und Schulgebäude im Passivhausstandard (Quelle: Arbeitskreisbände Sommerklima und Passivhaus-Schulen).

Allerdings wird die konstante Innentemperatur nicht von allen Menschen als komfortabel empfunden. Separate Temperierung beispielsweise des Schlafzimmers (etwas kühler) oder des Bades (etwas wärmer) ist sehr oft erwünscht, im Passivhaus aber nicht oder nur mit zusätzlichem Aufwand (Beispiel Bad: zusätzliche elektrische Fliesenheizung) realisierbar.

Luftqualität
Die kontrollierte Wohnraumlüftung eines Passivhauses sorgt mithilfe von Luftfiltern für eine bessere Luftqualität der Raumluft im Vergleich mit der Außenluft. Sie kann mit elektrischen Heizregistern oder Luft-Luft-Wärmepumpen die Funktion der Heizung übernehmen, wenn die maximale Heizlast in allen Fällen während der Lebensdauer des Hauses unter 10 W/m² bleibt. Ein schnelles Aufheizen ist mit einer alleinigen Heizung über kontrollierte Wohnraumlüftung wegen der aus Komfortgründen geringen Luftwechselrate von 0,4/h bis 1,0/h nicht möglich. Zusätzliches Lüften ist immer möglich, aber im Grunde nicht notwendig.

Die in manchen Fällen berichtete niedrigere relative Luftfeuchte besonders in Kälteperioden im Winter kann durch eine Reduzierung der Luftwechselrate angehoben werden, was aber der Heizungsfunktion entgegenwirkt, wenn ausschließlich über Frischluft geheizt wird. Es werden auch Geräte mit einer integrierten Feuchterückgewinnung angeboten.

Kosten

Erfahrungen zeigen, dass der Neubau etwa 5 bis 15% teurer als ein konventionell gebautes Haus nach dem derzeit gültigen Energiestandard EnEV sind. Bei Sanierungen von Altbauten bewegen sich diese Mehrkosten erfahrungsgemäß zwischen 12% und 18%. Die Kosten für die Lüftungsanlage im Einfamilienhaus betragen ca. 6.000 bis 10.000 € (2007) fertig eingebaut je nach Ausstattung.

Die Amortisationszeit kann mehr als zehn Jahre betragen; sie hängt im Wesentlichen von der nicht vorhersehbaren zukünftigen Energiepreissteigerung sowie von dem Zinssatz, mit dem die Investition finanziert wird, ab. Die grundlegende Einsparung bei der Heizenergie beträgt gegenüber einem konventionellen Gebäude nach neuestem Baustandard rund 75 %.

Mehrkosten beim Passivhaus

• Besonders gute Wärmedämmung (Materialkosten für den Dämmstoff (nach Volumen))
• Zulagen für vergrößerte Außenflächen, eventuell aufwändigere Anschlussarbeiten und Detailausbildungen.
• Grundsätzlich Einsatz von Lüftungstechnik mit Wärmerückgewinnung
• Sehr gut dämmende Fenster mit Dreifach-Wärmeschutzverglasung
• Erhöhte Anforderungen an die luftdichte Gebäudehülle
• In manchen Fällen erhöhter Aufwand für Sonderlösungen (z.B. für eine Katzenklappe)

Minderkosten beim Passivhaus

• Kaminzüge häufig nicht notwendig – hierdurch etwas mehr Wohnfläche (0,5 m × 0,5 m = 0,25 m²) und keine Kaminkehrerkosten
• selten werden Heizkörper, Wand- oder Fußbodenheizung und die dazugehörige Technik benötigt
• Heizungs- oder Brennstofflagerraum häufig nicht notwendig
• Meist geringere Unterhaltskosten für Warmwasserbereitung und Heizungsanlage

Unterhaltskosten
Da als Heizung meist eine strombetriebene Wärmepumpe zum Einsatz kommt, hat man bei einem Passivhaus einen erhöhten Strombedarf, dafür fallen keine gesonderten Heizungskosten an. Mit 1 kWh elektrischer Energie transportiert die Wärmepumpe zwischen 1,3 und 3,7 kWh Wärme auf ein höheres Temperaturniveau. Hinzu kommt, dass die aufgebrachte elektrische Energie ebenfalls als Wärme genutzt werden kann. Es ergeben sich also 2,3 bis 4,7 kWh Wärme pro kWh aufgebrachter elektrischer Energie. Die Leistungsrate wird als Coefficient Of Performance (COP) in den Anlagenbeschreibungen ausgewiesen. Wird die Wärmepumpe auch zur Warmwassererzeugung genutzt, steigt der Energiebedarf, da die Wärmepumpen bei höheren benötigten Temperaturen weniger effizient arbeiten. Die Warmwassererzeugung durch Durchlauferhitzer benötigt ebenfalls hochwertige, teure elektrische Energie. Da oft Lüftungen mit elektrischen Heizelementen und elektrische Fliesentemperierungen eingebaut werden, erhöht sich bei deren Verwendung der Bedarf an elektrischer „Nebenenergie“ deutlich.

Der Wartungsaufwand für die Haustechnik entspricht dem eines normalen Wohnhauses mit zusätzlicher Lüftungstechnik. Die Lüftung (ohne elektrische Nachheizung) mit etwa 40 Watt durchschnittlicher Leistungsaufnahme verbraucht im Jahr etwa 350 kWh, zuzüglich der Kosten für Filterwechsel.

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