Passivhaus

Ein Passivhaus ist nicht nur ein Energie-Standard, sondern ein Gesamtkonzept, mit einer präziser Definition.

Als Passivhäuser wurden Gebäude definiert, die im mitteleuropäischen Klima einen derart geringen Heizwärmebedarf aufweisen, sodass sie keine aktive Heizung mehr benötigen. Diese Häuser können ausschließlich durch innere Wärmequellen, der durch die Fenster eingestrahlten Sonnenenergie und einer geringfügigen Frischlufterwärmung "passiv", warm gehalten werden.

Die Bezeichnung "Passivhaus" leitet sich letztendlich aus der Tatsache ab, dass die thermische Behaglichkeit des Gebäudes so weit wie möglich durch passive Maßnahmen wie Wärmedämmung, Wärmerückgewinnung, passiv genutzte Sonnenenergie, durch transparente Flächen und innere Wärmequellen gewährleistet wird. Ein Passivhaus stellt letztendlich die konsequente Weiterentwicklung eines Niedrigenergiehauses dar.

Kriterien an ein Passivhaus

Das Passivhaus ist der weltweit führende Standard beim energiesparenden Bauen. Die Energieeinsparung beim Heizen beträgt ca. 80 % gegenüber den gesetzlich vorgeschriebenen Neubau-Standards. So zeichnet sich ein Passivhaus durch einen besonders niedrigen Energiebedarf aus, der eine konventionelle Heizungsanlage überflüssig werden lässt und trotzdem hohen Wohnkomfort gewährleistet. Passivhäuser funktionieren nach dem sogenannten Thermoskannen-Prinzip: die Wärme bleibt im Haus.

Voraussetzung dafür ist eine extrem gut gedämmte Gebäudehülle mit Dämmstärken zwischen 25 und 40 cm sowie Fenster mit Dreifach-Wärmeschutzverglasung, um die Wärmeverluste durch Transmission zu minimieren. Zusätzlich müssen Wärmebrücken so optimiert werden, dass ihr Einfluss rechnerisch gegen Null tendiert. Neben dem hohen Dämmstandard der Bauteile muss das Gebäude eine rundum dichte Gebäudehülle aufweisen.

Zusätzlich wird eine Minimierung der Lüftungswärmeverluste dadurch erreicht, dass auf eine konventionelle Fensterlüftung (in erster Linie während der Heizperiode) verzichtet wird. Da bei einer luftdichten Gebäudehülle eine "Ritzenlüftung" nicht ausreicht, um den nötigen Luftwechsel sicher zu stellen, sorgt eine kontrollierte Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung für die nötige Frischluft. Ein Wärmeübertrager muss dabei mehr als 80 % der fühlbaren Wärme aus der Abluft an die Zuluft zurückgeben. Das bedeutet, dass bei einer Außentemperatur von 0 °C die kalte Frischluft durch die 20 °C warme Abluft auf mindestens 16 °C erwärmt wird. Zusätzliche Wärmegewinne erzielt das Passivhaus durch Fenster und die Wärmeabgabe von Personen und Haushaltsgeräten.

Das Niedrigenergiehaus

Es gibt jedoch keine eindeutig festgelegte Definition für ein Niedrigenergiehaus. Während man in Deutschland ein Gebäude mit einem spezifischen Jahresheizwärmebedarf zwischen 40 und 80 kWh/(m²a) als Niedrigenergiehaus bezeichnet, gilt in Österreich die Bedingung, dass der spezifische Jahresheizwärmebedarf maximal 50 kWh/(m²a) betragen darf.

Bezugsgröße ist wie beim Passivhaus der Jahresheizwärmebedarf. Dieser kann durch eine konventionelle Heizungsanlage oder durch den Einsatz erneuerbare Energiesysteme gedeckt werden. Eine kontrollierte Wohnungslüftung wie beim Passivhaus ist nicht zwingend erforderlich, trägt aber zur zusätzlichen Energieeinsparung bei.

Das Nullenergiehaus

Das bedeutet, dass ein Nullenergiehaus genau so viel Energie benötigt, wie es selbst erzeugt. Berücksichtigt man bei der Jahresbilanz nur die Energie, welche zur Aufrechterhaltung der Raumtemperaturen und zur Warmwasserbereitung benötigt wird, spricht man von einem Thermischen Nullenergiehaus. Voraussetzung ist eine extrem gut gedämmte Gebäudehülle und eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, ähnlich wie beim Passivhaus, um den Wärmebedarf gering zu halten. Der Restwärmebedarf wird ausschließlich regenerativ, z.B. durch eine Solarthermieanlage, gedeckt.

Soll neben der Raumwärme auch der Stromverbrauch berücksichtigt werden, muss das Gebäude zusätzlich Strom erzeugen. Das kann mit Hilfe von Photovoltaikanlagen oder Blockheizkraftwerken erfolgen. Dabei geht es nicht darum, jederzeit so viel Strom zu erzeugen, wie gerade benötigt wird, sondern dann Strom zu erzeugen, wenn dies sinnvoll ist, um diesen dann ins Netze einzuspeisen und ihn bei Bedarf aus dem Netz zu entnehmen. Wenn mehr Strom bzw. Energie erzeugt und eingespeist wird, als das Gebäude im Jahr verbraucht, dann wird aus dem Nullenergiehaus ein Plusenergiehaus.

Seit wann gibt es Passivhäuser und wie ist dieser Begriff entstanden?

Seit jeher gibt es in verschiedenen Regionen der Erde wie dem Iran oder in Südchina traditionelle Bauweisen für Gebäude, die ein aktives Heizen oder Kühlen überflüssig machen. Diese "passiven Häuser" ließen Ende der 1980er Jahre Anlass zu Überlegungen, ob dies mit technisch vertretbaren Mitteln auch auf Europa übertragen werden kann. Aus diesen Überlegungen heraus wurde das "Passive House" im Mai 1988 an der Universität Lund von Dr. Wolfgang Feist und Prof. Bo Adamson aus der Taufe gehoben.

In Deutschland befasste sich ab 1988 ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Dr. Wolfgang Feist mit dem "Bauvorbereitenden Forschungsprojekt Passive Häuser". Im Rahmen dieses Projektes wurden die Bedingungen für energieeffiziente Häuser erforscht und Prototypen neuer Bauteile wie gedämmte Fensterrahmen, reduzierte Wärmebrücken und CO2-geregelte Lüftung entwickelt und gefertigt.

Im Oktober 1991 wurde das erste Passivhaus in Kranichstein fertiggestellt. Seitdem wird es von vier Familien bewohnt.

Bauliche Besonderheiten bei der Planung eines Passivhauses

Grundsätzlich ist bei der Planung das Zusammenspiel der Luftdichtheit der Gebäudehülle, des Wärmeschutzes der opaken Bauteile und der Fenster sowie der Haustechnik ausschlaggebend. In jedem Wohnraum müssen die Behaglichkeitskriterien sowohl im Winter als auch im Sommer erfüllt sein.

Daraus ergeben sich folgende Grundsätze:

Wärmeschutz: Die Bauteile der Außenhülle müssen so wärmegedämmt werden, dass sie einen Wärmedurchgangskoeffizienten von weniger als 0,15 W/(m²K) haben. Kanten, Ecken, Anschlüsse und Durchdringungen müssen sorgfältig geplant werden, um Wärmebrücken zu vermeiden.

Fenster: Der U-Wert der Fenster sollte einen Wert von 0,80 W/(m²K) nicht überschreiten, der g-Wert sollte 50 % betragen.

Passive Solarenergienutzung: Optimale Voraussetzung für passive solare Gewinne über die Fenster ist eine geeignete Orientierung und eine Verschattungsfreiheit während der Heizperiode. Für die Sommermonate ist eine geeignete Verschattung der Fensterflächen zu berücksichtigen, evtl. durch Dachüberstände oder lichtleitende aktive Verschattungseinrichtungen.

Luftdichtheit des Gebäudes: Die Gebäudehülle muss beim Test eine Dichtheit von n50 < 0,6h-1 aufweisen.

Kontrollierte Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung: Mindestenes 75 % der Abwärme müssen über einen Wärmeübertrager der Frischluft wieder zugeführt werden. Die Zulufttemperaturen am Luftauslass im Raum dürfen 17° nicht unterschreiten. Es muss eine gleichmäßige Durchströmung aller Räume gewährleistet sein. Die Lüftung muss in erster Linie auf Lufthygiene ausgelegt sein (DIN 1946).

Über einen zusätzlichen Erdreich-Wärmetauscher kann die Frischluft in das Haus geführt werden. Dadurch wird an kalten Wintertagen die Luft bis auf eine Temperatur von ca. 5°C vorerwärmt. Die Schallbelastung durch die Lüftungsanlage muss < 25 dBa sein.