Passivhaus
Unter einem Passivhaus wird ein Gebäude verstanden, das aufgrund seiner hohen Wärmedämmung und dem Funktionsprinzip, mittels Wärmetauscher Lüftungswärmeverluste signifikant zu reduzieren, in der Regel keine klassische, wassergeführte Gebäudeheizung benötigt.
Anforderungen
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 in der Auslegung 10 W/m² und muss unter allen Witterungsverhältnissen auch in der Winterzeit an ungünstigen Tagen über die Zuluft einbringbar sein.[1] Weiterhin ist ein Passivhaus durch Grenzwerte im Bereich des Primärenergiebedarfs von 120 kWh/(m²·a), der Luftdichtheit und der minimal erforderlichen Wirkungsgrade für die installierten Geräte definiert.
Die Häuser werden „passiv“ genannt, weil der überwiegende Teil des Wärmebedarfs aus „passiven“ Quellen wie Sonneneinstrahlung und Abwärme von Personen und technischen Geräten gedeckt wird. Das Ergebnis ist ein niedriger 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. Die 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 gute Luftdichtheit sowie eine spezielle Gebäudeform.
Den Grenzbereich zu hochgedämmten konventionellen Gebäudetechnologien kennzeichnen wassergeführte Heizungssysteme, die ergänzend oder zur Sicherstellung der Versorgungssicherheit zum Einsatz kommen, meist nur bei sehr niedrigen Außenlufttemperaturen. 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.
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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 (U-Wert) aufweisen als gut wärmegedämmte Wände, hat ein 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 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.
Aktivlüftung
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 Ionisationsmoduls mit Ionisationsröhre die Luftqualität verbessern und Schadstoffe abbauen.
Passivlüftung
Im sogenannten Haus-im-Haus-Konzept bzw. Bio-Solar-Haus nach Klaus Becher wird ein anderes Konzept verfolgt. Die Wärmedämmung des Hauses bleibt diffusionsoffen. Dabei kommen keine Dampfbremsen, Dampfsperren und Lüftungsanlagen im Haus zum Einsatz.
Um die Altluft aus dem Haus abzutransportieren, wird bautechnisch eine zweite Hülle gleich einem Gewächshaus als äußere Gebäudehülle um das Haus gelegt. In diesem heizt die Luft die Hülle des Innenhauses auf und entlässt sie durch natürliche Konvektion durch Lüftungsschlitze im oberen Teil der äußeren Glashülle.[2]
Heizung
Ein großer Teil des Heizwärmebedarfes wird in Passivhäusern von inneren Gewinnen, d. h. die Wärmeabgabe von Personen und Geräten, sowie von den passiven 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. Andererseits bieten „konventionelle“ Anlagen aus Wärmeerzeuger und getrennter Lüftung nicht nur Kosten- und Effizienzvorteile: Bei Gerätefehlern oder aufgrund technischen Fortschritts können Komponenten der Anlage erneuert werden; bei der Wahl von Einzelgeräten können die jeweiligen Rahmenbedingungen eines Bauvorhabens berücksichtigt werden.
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.[3]
Kosten
Erfahrungen zeigen, dass der Neubau etwa 5 bis 15 % teurer als ein konventionell gebautes Haus nach dem seit 1. November 2020 gültigen Gebäudeenergiegesetz (GEG) ist. Bei Sanierungen von Altbauten bewegen sich diese Mehrkosten erfahrungsgemäß zwischen 12 % und 18 %.[4][5] 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 ab sowie von dem Zinssatz, mit dem die Investition finanziert wird. Die grundlegende Einsparung bei der Heizenergie beträgt gegenüber einem konventionellen Gebäude nach neuestem Baustandard rund 75 %.
Mehrkosten beim Passivhaus
- Gute Wärmedämmung (Materialkosten für den Dämmstoff (nach Volumen))
- Zulagen für vergrößerte Außenflächen, eventuell aufwändigere Anschlussarbeiten und Detailausbildungen.
- Einsatz von Lüftungstechnik mit Wärmerückgewinnung
- 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 ca. 2,3 bis zu 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.[6]
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.
Deutschland
In Deutschland werden Passivhäuser durch ein zinsvergünstigtes Darlehen der KfW gefördert. Außerdem gibt es in vielen Bundesländern regionale Förderprogramme.
Österreich
In Österreich werden Passivhäuser mit bis zu 10 % der Baukosten gefördert. Das Land Tirol fördert Passivhäuser im Zuge der Wohnbauförderung mit einer Zusatzförderung für energiesparende Bauweise mit 14 Punkten. Die Förderungshöhe eines Punktes ergibt sich aus der förderbaren Wohnnutzfläche in m² × 8 €. Bewirbt sich beispielsweise eine Familie mit vier Personen mit einer maximal geförderten Wohnfläche von 110 m², so ergibt das 110 × 8 = 880 € pro Punkt. Bei 14 Punkten ergibt das eine Zusatzförderung von 12.320 € (Stand: Juni 2007).
Das Land Vorarlberg fördert Passivhäuser mit einem Satz von bis zu 1.100 € je Quadratmeter bis zu 150 m² , also maximal 165.000 €, sofern die Richtlinien erfüllt wurden (Einkommensgrenzen, Grundriss, Personen). Diese Förderung muss jedoch über eine Laufzeit von ca. 30 Jahren mit extrem niedrigem Zinssatz und nicht wertgesichert getilgt werden, sodass dies auch eine stark fördernde Wirkung für Jungfamilien und die Bauwirtschaft direkt hat.
Vergleich
Es ist umstritten, ob die Haustechnik bei einem Passivhaus (Lüftung + Wärmepumpe) ungefähr gleich teuer ist wie bei einem konventionellen Haus ohne Lüftung (Heizkörper + Heizung). Die Baukosten erhöhen sich effektiv um den Betrag, den die bessere Wärmedämmung kostet (Fenster, Isolation), laut CEPHEUS um etwa 5 bis 8 %. Die CEPHEUS-Studie kam zu dem Schluss, dass die kapitalisierten Gesamtkosten über 30 Jahre bei einem Passivhaus nicht höher seien als bei einem konventionellen Neubau. Den ab dem ersten Tag höheren Kapitalkosten stehen die ab dem ersten Tag niedrigeren Energiekosten gegenüber. Vorteile sind „unter dem Strich“ die höhere Wohnqualität durch die Lüftung, die Sicherheit gegenüber zukünftigen Energiepreiserhöhungen und die bessere CO2-Bilanz.
Passivhausstandards
Basierend auf der Passivhausbauweise wurden Energiestandards entwickelt. Dabei kann man heute von einem Richtwert des flächenbezogenen jährlichen Heizwärmebedarfs von 15 kWh/(m²·a) ausgehen[7]. Bei diesem Wert wird die bedeutendste Einsparung im Vergleich zum konventionellen Wohnungsbau beim Heizstoffverbrauch erzielt: Dies entspricht einem Verbrauch Heizöläquivalent von etwa 1,5 Liter Heizöl pro Quadratmeter Wohnfläche im Jahr.
Zertifizierungen anhand von Energiestandards wurden von privatwirtschaftlichen und staatlichen Stellen auf gesetzlicher oder Normen-Basis definiert. Erstere dienen vorrangig als Qualitätssicherungsmaßnahme im Sinne einer Absicherung im Baugewerbe und für den Kunden, zweitere auch zur Umsetzung der Ziele des Kyoto-Protokolls (Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen UNFCCC, Zusatzprotokoll Konferenz Kyōto 1997) und für Fördermaßnahmen bzw. -gelder.
PHPP-Standard des Passivhaus Institutes (Qualitätsgeprüftes Passivhaus)
Vom Passivhaus Institut in Darmstadt wird das Konzept Passivhaus Projektierungspaket (PHPP)[8] erarbeitet. Darin sind folgende grundlegende Rahmenbedingungen festgelegt:[9]
- Energiekennwert Heizwärme max. 15 kWh/(m²·a) oder Heizwärmelast max. 10 W/m²
- Drucktestluftwechsel n50 max. 0,6 h−1
- Energiekennwert der gesamten Primärenergie max. 60[10] kWh/(m²·a) inkl. Haushaltsstrom
Für Nichtwohngebäude gilt zusätzlich:[11]
- Energiekennwert Nutzkälte max. 15 kWh/(m²·a)
- sowie allfällige Sonderbedingungen für vom kühl-gemäßigten Klima Europas abweichende Standortbedingungen und Sonderfälle der Gebäudenutzung
Das PHPP-Konzept besteht aus einem umfangreichen Kriterienkatalog. Auf Basis dieser Rahmenbedingungen zertifiziert das Institut Gebäude mit dem Label Qualitätsgeprüftes PASSIVHAUS Dr. Wolfgang Feist.
Das Passivhaus Institut ist eine von Wolfgang Feist gegründete Forschungsstelle und eine der führenden Institutionen auf dem Gebiet des Passivhausbauens. Es war maßgeblich an der Entwicklung der deutschen Energiestandard-Normen beteiligt; auf dem PHPP-Standard basiert auch der österreichische staatliche klima:aktiv-Standard.
Deutschland: Energiestandard
Der Begriff beschreibt nach deutscher Normenlage einen Energiestandard für Gebäude.
Die präzise Definition lautet:
Die genauen Anforderungen an ein Passivhaus sind im Passivhaus-Energiestandard beschrieben. Dieser ist eine Weiterentwicklung des Standards für Niedrigenergiehäuser. Eine Prüfstelle für die Einhaltung der Normen existiert in Deutschland nicht.
Österreich: Klasse A++ Energieausweis, klima:aktiv Gebäudestandard
Für Österreich[12] wird das Passivhaus nach ÖNORM H 5055 Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden – Begleitende Dokumente zum Energieausweis – Befund, Gutachten, Ratschläge und Empfehlungen für den – für alle Gebäude verbindlichen – Energieausweis als Energiestandard mit A++ bezeichnet. Für ein Energiesparhaus/A++ gelten:
| HWB in kWh/(m²·a) | Kategorie | Heizöläquivalent in l/a | |
|---|---|---|---|
| ≤ 10 | A++ | Passivhaus | 200–300(a) |
| ≤ 15 | A+ | Niedrigstenergiehaus | 400–700(a) |
| ≤ 25 | A | ||
| ≤ 50 | B | Niedrigenergiehaus | 1000–1500(a) |
| ≤ 100 | C | Zielwert nach Bauvorschrift 2008 | 1500–2500(a) |
| ≤ 150 | D | alte, unsanierte Gebäude | > 3000(a) |
| ≤ 200 | E | ||
| ≤ 250 | F | ||
| > 250 | G | ||
Daneben ist der Passivhausstandard auch in der Ergänzung zum neueren klima:aktiv Gebäudestandard implementiert, wo der Kriterienkatalog zu etwa 60 % auf dem PHPP-Standard des Passivhaus Instituts Darmstadt aufsetzt.[13] Dort gelten:
- Bedarf Heizung, Warmwasserbereitung sowie Hilfsstrom für Heizung und Lüftung (Heizenergiebedarf HEB und Raumlufttechnikenergiebedarf RLTEB) ≤ 65 kWh/m²WNFa
- Heizwärmebedarf (HWB) ≤ 15 kWh/m²WNFa
- Luftdichtheit n50 ≤ 0,6 h−1
- Komfortlüftung optimiert (ÖNORM H 6038 oder DIN 1946)
Seit dem 1. Januar 2007 ist in Vorarlberg ein Gesetz in Kraft, das die Passivbauweise für alle neuen öffentlichen Bauten zwingend vorschreibt.
Schweiz: Minergie-P
In der Schweiz besteht der Begriff Passivhaus als solcher nicht. Gebäude dieses Typs werden mit einem Gebäudelabel nach Minergie-Standard klassifiziert, dem Standard Minergie-P. Zertifizierungsstelle ist die Hochschule Luzern – Technik & Architektur.
Kritik
Umwelt und Behaglichkeit
Der Mehrwert von Passivhäusern hinsichtlich Umweltschutz und Behaglichkeit ist umstritten. Niedrigenergiehäuser mit hohem solaren Deckungsgrad können bei ähnlichen Investitionskosten ein individuell regelbares Raumklima bei oft noch geringeren laufenden Gesamtkosten erreichen. Durch Verzicht oder Verringerung beim Einsatz zusätzlicher Dämmstoffe verbessert sich deren Umweltbilanz.
Kritisch wird zuweilen angeführt, dass die finanziellen Vergleiche zwischen Passivhaus und konventionellen Niedrigenergiehäusern geschönt seien. Als Gründe dafür wird u. a. angeführt:
- Die Vergleichsrechnungen hinsichtlich des Energieverbrauchs basieren oftmals auf veralteten Standards. Es wird zumeist ignoriert, dass heutige Standardhäuser nach neueren Bestimmungen (beispielsweise die deutsche Energieeinsparverordnung) schon viel besser sind als noch um die Jahrtausendwende, als Passivhäuser zunehmend öffentliche Beachtung fanden. Vergleiche gegen KfW-Effizienzhäuser nach aktueller Norm werden jedoch selten vorgenommen.
- Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und sehr gute Wärmedämmung (z. B. Dreifachverglasung) sind längst keine Alleinstellungsmerkmale von Passivhäusern mehr und werden auch zunehmend im konventionellen Neubau eingesetzt.
- Vergleichsrechnungen berücksichtigen meist nicht, dass die Investitionssumme für einen Neubau häufig zu mehr als 70 % finanziert werden muss. Die Zinskosten werden somit nicht angemessen im Vergleich berücksichtigt.
- Der höhere Material- und damit Energiebedarf bei der Herstellung und Installation der Wärmedämmung muss sich unter Umweltschutzgesichtspunkten amortisieren (vgl. Erntefaktor).
- Ein Passivhaus entspricht der landläufigen Definition von „vollklimatisiert“ mit den daraus folgenden Problemen: Ein angenehmes Raumklima verlangt eine technisch sehr anspruchsvolle Auslegung der Lüftungsanlage. Diese muss von Spezialfirmen durchgeführt werden. Das gilt – wie bei vollklimatisierten Bürogebäuden – auch für eine Neukonfiguration bei Nutzungsänderung, wenn beispielsweise ein Abstellraum zum Bad ausgebaut wird. Bei herkömmlichen Gebäuden würde dadurch lediglich ein geändertes „Lüfteverhalten“ erforderlich.
Kosten
Eine österreichische Langzeitstudie im Auftrag des Bauunternehmens Rhomberg Bau kam zu dem Ergebnis, dass Passivhäuser mit bis zu 40 kWh/m² einen bis zu viermal größeren Wärmebedarf aufweisen können als angegeben, was im Nachhinein zu höheren Nebenkosten als kalkuliert führen kann. Hauptgrund für die Abweichung war das Nutzungsverhalten der Bewohner. So lag die durchschnittliche Innentemperatur der Passivhaus-Wohnungen bei 22,1 Grad Celsius. Für die Berechnung wurde jedoch nur von einer Wohntemperatur von 20 °C ausgegangen.[14]
Geschichte und Ausblick
Das Polarschiff namens Fram war die erste wirklich funktionsfähige und zweckmäßige Verwendung des Passivhausprinzips. Dieses Schiff wurde 1883 gebaut. Die Wände und Decken wurden mit mehreren Schichten und Materialien abgedichtet und erreichten eine Dicke von rund 40 cm. Die Fenster, durch die die Kälte besonders leicht eindringen konnte, wurden durch dreifache Scheiben ersetzt. So war es möglich, dass der Ofen nicht angefeuert werden musste, egal wie tief die Temperatur unter dem Nullpunkt lag. Die Umsetzung dieser Idee auf ein Haus erfolgte in den 1970er und 80er Jahren. In Kopenhagen wurde an der „Dänischen Technischen Hochschule“ 1973 das erste Haus dieser Art gebaut. Nach heutigen Festlegungen wird es als „Niedrig-Energiehaus“ eingestuft. Bei diesem Forschungsprojekt wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen und die Grundlagen für die Entwicklung der Niedrigenergie- und darauf folgend den Passivhäusern geschaffen.
Bei diesen anfänglichen Projekten gab es aber wesentliche Probleme. Weder gab es Lösungen für energieeffiziente Fenster, noch war man sich über die Wichtigkeit der dauerhaften Luftdichtheit im Klaren. In vielen Projekten kam zudem eine sehr komplizierte Technik zum Einsatz, die am Ende nicht zuverlässig funktionierte und für die Serienanwendung viel zu teuer war.
In einem „deutsch-schwedischen“ Projekt hatte man aus den Erfahrungen gelernt und die wesentlichen Dinge richtig gemacht. Sie stellten mit der Luftdichtheit, guter Wärmedämmung, guten Fenstern und zuverlässiger geregelter Lüftung die Weichen für die modernen energiesparenden Häuser. Der letzte Schritt zum serienreifen Passivhaus erfolgte im Jahr 1990. Ein Team von deutschen Wissenschaftlern hatte in internationaler Kooperation neue Bauteile wie beispielsweise eine CO2-geregelte Lüftung und gedämmte Fensterrahmen entwickelt, die effizient waren und gleichzeitig kostengünstig hergestellt werden konnten.
Aus diesem Projekt entstand 1991 das erste anerkannte Passivhaus in Deutschland, das in Darmstadt-Kranichstein gebaut und von Dr. Wolfgang Feist, seinerzeit am Institut Wohnen und Umwelt, geplant wurde. Der Heizenergieverbrauch der vier Reihenhauseinheiten beträgt durchschnittlich 10 kWh/m²a und ist seitdem konstant geblieben. Das Passivhaus zeigte eine einwandfreie Funktion aller Komponenten und wies zu dieser Zeit eine Energieersparnis von rund 90 % gegenüber einem herkömmlichen Haus auf.
Das erste freistehende Passiv-Wohnhaus wurde von oehler faigle archkom 1998 in Bretten gebaut.[15] Das erste deutsche Mehrfamilien-Passivhaus befindet sich seit 1999 in Freiburg, Stadtteil Vauban.[16] Es folgten Passivhaussiedlungen in Wiesbaden (21 Häuser), Hannover-Kronsberg (32 Häuser) und Stuttgart (52 Häuser). In den Jahren 1999 bis 2001 wurden im Rahmen von CEPHEUS weitere 221 Wohneinheiten in fünf EU-Ländern (Deutschland, Frankreich, Österreich, Schweden, Schweiz) an 14 Standorten errichtet – alle mit intensiven Messprogrammen, welche die vollständige Erfüllung der Erwartungen bestätigen.
Europas erstes großes Bürogebäude im Passivhausstandard mit Solar-Saisonspeicher entstand 1998 als Firmenzentrale eines Unternehmens in Cölbe bei Marburg.[17] Inzwischen sind eine Reihe teils auch größerer Bürogebäude im Passivhausstandard errichtet worden wie beispielsweise das Energon 2002 in Ulm mit einer Nettogrundfläche von 6911 m² und ca. 420 Arbeitsplätzen oder Lu-teco 2006 in Ludwigshafen mit 10.000 m² Bürofläche und mehr als 500 Arbeitsplätzen.[18]
Das erste Mal im Sozialwohnungsbau wurde die Maßnahme 2000 in Kassel eingesetzt (40 Einheiten).[19] Mit dem Schiestlhaus am Hochschwab wurde 2004/05 auf 2154 m ü. A. das erste hochalpine Gebäude in Passivbauweise gebaut. Derzeit entsteht in Wien die größte Passivhaussiedlung Europas, das Eurogate im dritten Wiener Gemeindebezirk mit 1700 Wohnungen, davon 700 im Passivhausstandard.
Das erste energetisch sanierte Passivhochhaus der Welt befindet sich im Freiburg im Breisgau, das Hochhaus Bugginger Straße 50[20][21] Das 45 Meter hohe Gebäude ist ein 16-stöckiges Hochhaus mit einer Wohnfläche von rund 7.000 m², das im Jahr 1968 im Stadtteil Weingarten errichtet und in den Jahren 2009 bis 2010 saniert wurde. Es gehört heute der städtischen Wohnungsbaugesellschaft Freiburger Stadtbau (FSB).[22]
Inzwischen sind viele tausend Passivhäuser, hauptsächlich in Deutschland, Österreich, der Schweiz und in Italien (Südtirol) bewohnt, davon mehrere Großsiedlungen, in denen der niedrige Verbrauch und die gute Behaglichkeit durch wissenschaftliche Begleitstudien von CEPHEUS bestätigt wurde. Etwa die Hälfte dieser Häuser steht in Österreich, das auf dem Gebiet der Energiesparhäuser führend ist. Es fördert seit 1996 Energiesparhäuser, und bis 2009 waren ca. 8.000 Wohnungen in A++-Standard (Passivhaus) ausgeführt, weitere 5.000 waren in Bau/Umbau.[23] Inzwischen wurden auch Bauten der öffentlichen Verwaltung, Heime, Schulen, Turnhallen und sogar Industriegebäude mit Passivhausstandard gebaut, etwa beim bambados in Bamberg angewandt, das Europas erstes Passivhaus-Hallenbad mit sechs Schwimmbecken und 1.700 Quadratmetern Wasserfläche ist.
Das erste Passivhaus in den USA wurde 2003 in Urbana, Illinois als privates Wohnhaus errichtet.[24] 2006 wurden ein weiteres Passivhaus im Rahmen des sozialen Wohnungsbaus in Urbana und die BioHaus Schule in Bemidji, Minnesota für das Deutsch-als-Fremdsprache-Programm Waldsee mit Hilfe der Deutschen Bundesstiftung Umwelt fertiggestellt.[25] Besondere Medienpräsenz erreicht das Österreich-Haus in Whistler (British Columbia) für die olympischen Winterspiele 2010 in Vancouver, das in Passivhaus-Standard ausgeführt ist. In Nordamerika ist diese Technik weitgehend unbekannt, es wurden erst ein paar Dutzend Häuser errichtet.
Es gibt Passivhäuser als Massiv-, Holz-, Lehm-, Schalungstechnikbauweise, als Polystyrolsteinhaus und anderen Bautechniken. In jüngster Zeit gibt es zunehmend Bestrebungen, auch ältere Gebäude auf Passivhausstandard umzurüsten. Im Wesentlichen gelten dabei die gleichen Voraussetzungen wie beim Neubau, allerdings ist die planerische und handwerkliche Umsetzung ungleich aufwändiger. Erste Projekte wurden in Hannover, Nürnberg[26], Ludwigshafen und Frankfurt am Main umgesetzt. Bei diesen Umbauten wurde der Energieverbrauch für Heizung jeweils um mehr als 85 % verringert. Verwendet wurden dabei die gleichen Prinzipien und Bauteile, die für den Neubau von Passivhäusern entwickelt worden sind.
Als größte Passivhaussiedlung der Welt gilt die Heidelberger Bahnstadt, wo mit Stand 2016 etwa 2.600 Menschen lebten. Zukünftig sollen in der Siedlung etwa 6.000 Menschen leben, zudem soll sie rund 7.000 Arbeitsplätze bieten. Ihre Fläche beträgt ca. 116 ha.[27]
Siehe auch
- Energiestandards (Gebäude): Niedrigenergiehaus, Nullenergiehaus, Plusenergiehaus
- Verwandte Konzepte: Solararchitektur, Sonnenhaus
- Messverfahren: Blower-Door-Test, Thermografie
- Ökologisches Bauen
Literatur
- Passivhaus Kompendium 2019. Laible, Allensbach 2018, ISBN 978-3-944549-21-7.
- Manfred Hegger, Caroline Fafflok, Johannes Hegger, Isabell Passig: Aktivhaus – Das Grundlagenwerk: Vom Passivhaus zum Energieplushaus, Callwey, 2013, ISBN 978-3-7667-1902-7.
- Wolfgang Feist: Gestaltungsgrundlagen Passivhäuser. Verlag Das Beispiel, Darmstadt 2011, ISBN 978-3-935243-00-1.
- Gerrit Horn: Passivhäuser in Holzbauweise: Planen, Bauen, Betreiben, Bruder, Karlsruhe 2011, ISBN 978-3-87104-175-4
- Dietmar Siegele: Passivhaus – Das Bauen der Zukunft. Books on Demand, Norderstedt 2007, ISBN 3-8370-0644-1.
- Heinz-Jörn Moriske, Michael Wensing: Untersuchungen zur raumlufthygienischen Situation in energetisch sanierten Altbauten und in einem Passivhaus. In: Gefahrstoffe – Reinhaltung Luft 67(3), 2007, S. 85–90, ISSN 0949-8036.
- Stefan Oehler: Große Passivhäuser. Kohlhammer, Stuttgart 2004, ISBN 3-17-017271-9.
- Anton Graf: Neue Passivhäuser. Callway, München 2003, ISBN 3-7667-1568-2.
- Carsten Grobe: Passivhäuser Planen und Bauen. Callway, München 2002, ISBN 3-7667-1515-1.
- Helmut Krapmeier, Eckart Drössler, Ignacio Martínez: CEPHEUS Wohnkomfort ohne Heizung. Springer, Wien / New York NY, ISBN 3-211-83720-5 (deutsch, englisch, offizielles Schlussdokument des Projektes „CEPHEUS Austria 1998–2001 = CEPHEUS – living comfort without heating“).
- Fred Ranft, Doris Haas-Arndt: Energieeffiziente Altbauten – Durch Sanierung zum Niedrigenergiehaus. Hrsg. vom Fachinformationszentrum Karlsruhe, BINE Informationsdienst, TÜV, Köln 2004, ISBN 3-934595-55-3 (TÜV) / ISBN 3-934595-55-3 (Solarpraxis).
Weblinks
- Passivhaus Institut Darmstadt
- Passipedia - Die Passivhaus-Wissensdatenbank
- Internationale Passivhaus-Datenbank
- Passivhaus Austria
- Interessensgemeinschaft Passivhaus Österreich
- Haus der Zukunft, Hrsg. Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie, Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft, ÖGUT – Österreichische Gesellschaft für Umwelt und Technik
- MINERGIE – Schweizer Qualitätslabel für Gebäude
- Feuerwehreinsatztaktische Problemstellungen bei der Brandbekämpfung in Gebäuden moderner Bauweise, Forschungsberichte Nr. 154 und 164 – Forschungsstelle für Brandschutztechnik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Einzelnachweise
- Passivhauskreis Rosenheim Traunstein e. V.: Energie & Kosten sparen – passiv heizen. (PDF; 7,2 MB) abgerufen 14. Januar 2013.
- Georg Küffner: Es geht auch ohne Ventilatoren. In: FAZ.net. 4. April 2010, abgerufen am 13. Oktober 2018.
- Wolfgang Feist: Lüftung und Luftfeuchtigkeit – Zusammenhänge verständlich erklärt. passivhaustagung.de, 16. September 2006, archiviert vom Original am 17. Februar 2010; abgerufen am 4. Februar 2010.
- Pro Klima, Passivhaus Institut (Hrsg.): CEPHEUS-Projektinformation. Technischer Endbericht. Nr. 35, Juli 2001 (Enercity.de (Memento vom 11. Oktober 2007 im Internet Archive) [PDF; abgerufen am 15. Mai 2018]). CEPHEUS-Projektinformation (Memento vom 11. Oktober 2007 im Internet Archive)
- Klein: Kosten Passivhaeuser. Beitrag Fachtagung Klimaschutz im Wohnungsbau 2009. 2009 (iwu.de [PDF]).
- Energetisch bauen und sanieren: Lüftung reicht nicht zum Heizen, aufgerufen 14. Januar 2013.
- Wie private Haushalte die Umwelt nutzen – höherer Energieverbrauch trotz Effizienzsteigerungen. (PDF) November 2006, S. 13, abgerufen am 5. Januar 2013.
- Wolfgang Feist, Passivhaus Institut (Hrsg.): PHPP 2007: Passivhaus Projektierungs Paket 2007. 7. Auflage. Darmstadt 2007 (Informationen [abgerufen am 4. Februar 2010]).
- Wolfgang Feist: „Zertifiziertes Passivhaus“ Zertifizierungskriterien für Passivhäuser mit Wohnnutzung. In: Passivhaus Institut (Hrsg.): Passivhaus Projektierungspaket PHPP 2012. Darmstadt 2012 (passiv.de [abgerufen am 1. April 2013] Stand 18. April 2012).
- Passivhaus Institut. Abgerufen am 19. April 2019.
- Wolfgang Feist: „Zertifiziertes Passivhaus“ Zertifizierungskriterien für Passivhäuser mit Nicht-Wohnnutzung. In: Passivhaus Institut (Hrsg.): Passivhaus Projektierungspaket PHPP 2012. Darmstadt 2012 (passiv.de [abgerufen am 1. April 2013] Stand 25. April 2012).
- Energie Tirol (Hrsg.): Energieausweis. Energiebilanz ziehen! Wie viel Heizenergie verbraucht ein Gebäude? Innsbruck 2009, S. 3, 5 (tirol.gv.at [PDF; abgerufen am 17. April 2017] Aktion Tirol A++ – Eine Initiative von Land Tirol und Energie Tirol).
- Österreichische Gesellschaft für Umwelt und Technik, Energieinstitut Vorarlberg (Hrsg.): klima:aktiv haus Kriterienkatalog – Passivhaus Version 3.3.6., 30. November 2008 (Seite nicht mehr abrufbar, Suche in Webarchiven: klima:aktiv haus Kriterienkatalog – Passivhaus) (PDF)
- Passivhaus oder Niedrigenergiehaus? Studie zeigt Werte bei Passivhäusern entsprechen oft nicht Realität! In: Trends der Zukunft, 29. Mai 2013. Abgerufen am 6. November 2015.
- D-75025 Bretten (Baden-Württemberg) Projekt-ID: 0451. In: Gebaute Passivhaus Projekte Projektdatenbank. passivhausprojekte.de, 13. Oktober 2006, abgerufen am 4. Februar 2010.
- Andreas Delleske: Passivhaus »Wohnen & Arbeiten« Walter-Gropius-Strasse 22. 2005, abgerufen am 4. Februar 2010.
- R. Wagner, K. Vajen, S. Beisel, W. Feist, K. Schweitzer, U. Rustige, H. Ackermann: Verwaltungsgebäude nach Passivhausstandard: Meßtechnische Begleitung und systemtechnische Untersuchungen. Hrsg.: Universität Marburg, Fachbereich Physik. (archiv.solarbau.de [PDF; abgerufen am 4. Februar 2010]). archiv.solarbau.de (Memento vom 28. Februar 2014 im Internet Archive)
- klimaschutz-rhein-neckar.de
- Selbst ist der Heizkörper. In: Die Zeit, Nr. 5/2006
- Claudia Füßler: Einfach dichtgemacht. In: Die Zeit, Nr. 12/2012.
- Erstes Passiv-Hochhaus der Welt eröffnet, Webseite DETAIL – Zeitschrift für Architektur + Baudetail, abgerufen am 9. Oktober 2013.
- Bugginger Straße 50, Weingarten (Memento vom 11. Dezember 2014 im Internet Archive), Webseite der Freiberger Stadtbau, abgerufen am 9. September 2013.
- Herwig Steinkellner: Passivhaustage wecken das Interesse. In: Salzburger Nachrichten. 4. November 2009, Bauen, S. 27, Sp. 2.
- Lloyd Alter (Toronto): A Passiv Haus in Urbana, Illinois. In: Design & Architecture. treehugger, 23. Januar 2008, abgerufen am 4. Februar 2010 (englisch).
- Willkommen im Waldsee BioHaus! Concordia Language Villages, 22. Februar 2007, abgerufen am 5. Januar 2013 (englisch).
- Modernisierung von Altbauten: Hohe Energieeffizienz ist besser. Abgerufen am 12. Mai 2019.
- Größte Passivhaussiedlung der Welt entsteht in Deutschland. In: Wirtschaftswoche, 12. September 2016. Abgerufen am 12. September 2016.