Passivhaus-Informationen

Der Passivhausstandard

Allgemeines

In einem Passivhaus wird die thermische Behaglichkeit nur durch das Nachheizen oder falls erforderlich Nachkühlen des für eine ausreichende Luftqualität erforderlichen Frischluftvolumenstroms gewährleistet. Es ist ein Gebäude, in dem fast ohne Heizverteilsystem im Winter und ohne Klimaanlage im Sommer eine hohe Behaglichkeit erreicht werden kann. Das Haus heizt und kühlt sich „passiv“. Auf ein konventionelles Heizverteilsystem kann bei Wohngebäuden meist sogar vollständig verzichtet werden, weil die Wärmeverluste des Bauwerks durch eine optimierte Gebäudehülle bis zu 80 - 90% minimiert werden und der erforderliche Restheizwärmebedarf über die Lüftungsanlage eingebracht werden kann.

Die luft- und winddichte, wärmebrückenfreie und extrem wärmegedämmte Gebäudehülle des Passivhauses sorgt dafür, dass die warme Innenluft im Gebäude gehalten und die kalte Außenluft vom beheizten Raumvolumen abgehalten wird.
Zusätzlich tragen Dreischeibenverglasungen mit ihren niedrigen Wärmedurchgangskoeffizienten ebenfalls zu niedrigen Wärmeverlusten bei, haben aber durch ihren hohen Energiedurchlassgrad die Eigenschaft, kostbare Sonnenenergie einzufangen und in den Räumen und Wänden zu speichern. Selbst im Winter liefern diese Fenster solare Gewinne und können somit als „Heizquelle“ in die Heizwärmeberechnung mit einbezogen werden.

Grenzwerte für den Passivhausstandard

In Zahlen ausgedrückt versteht man unter einem Passivhaus ein Gebäude

  • dessen Jahresheizwärmebedarf 15 kWh/(m²a) [entspricht etwa 1,5 Liter Heizöl pro m² und Jahr] und
  • dessen Primärenergiekennzahl für Restheizung, Warmwasserbereitung, Lüftung und Haushaltsstrom 95 kWh/(m²a) nicht überschreitet
  • dessen Infiltrationsluftwechsel bei 50pa kleiner 0,6 /h ist.

Passivhäuser vereinen moderne bauphysikalische Erkenntnisse mit hoher Energieeffizienz und Nutzerqualität. Dabei ist das Passivhaus keine neue Bauweise, sondern ein Baustandard, der besondere Anforderungen bezüglich Architektur, Technik, Ökologie und Komfort festlegt und weiterentwickelt.

Bei ca. 10.000 umgesetzten Passivhäusern seit 1991 sprechen wir nicht mehr von Forschung und Entwicklung sondern von einem Baustandard, der seit Jahren eine jährliche Zuwachsrate von über 100% aufweist.

Passivhaus Kriterien

  • Hochgedämmte Gebäudehülle, U < 0,15 W/(m²K)
  • Vermeidung von Wärmebrücken
  • Kompakter Baukörper
  • Passive Solarenergienutzung durch Südorientierung und Verschattungsfreiheit
  • Superverglasung und Superfensterrahmen, Uw < 0,8 W/(m²K); g-Wert um 50%
  • Luftdichtheit n50 < 0,6/h
  • Wärmerückgewinnung aus der Abluft, Wärmebereitstellungsgrad >75%
  • Hocheffiziente Stromspargeräte für den Haushalt
  • Trinkwassererwärmung durch z.B. Solarkollektoren oder Wärmepumpe
  • Passive Luftvorerwärmung durch z.B. Erdwärmetauscher

Verluste minimieren und passiv solare Energie gewinnen sind die Grundprinzipien eines Passivhauses. Seine Gebäudehülle hindert die gespeicherte Energie am Entweichen. Auf diesem Wege lässt sich am einfachsten Wärme „erzeugen“.

 Vorteile durch den Passivhausstandard

  • Erhebliche Energie- und Nebenkosteneinsparungen
  • Steigerung der Unabhängigkeit in Bezug auf fossile Energieträger
  • Bessere innere Luftqualität durch mögliche CO2 - und Feuchtesteuerung
  • Unbelasteter Aufenthalt für Allergiker durch hochwertige Luftfilter
  • Keine Wärmebrücken, demnach kein Feuchte - und Schimmelbefall
  • Geringe Temperaturschwankungen im Sommer wie auch Winter
  • Durch hohen Dämmstandard Überhitzungsreduzierung im Sommer
  • Keine Zugerscheinungen durch offen stehende Fenster
  • Keine Staubumwirbelung durch Radiatoren
  • Vermeidung von Lärmbelastung durch geschlossene Fenster
  • Allgemein verbesserter Schallschutz der Gebäudehülle
  • Erhöhung der Oberflächentemperaturen- Erhöhung der Behaglichkeit
  • Verbesserte Lehr- u. Lernbedingungen durch gleich bleibend gute Luftqualität

Zielsetzung des Passivhausstandards ist es, bei mehr Komfort und bei gleichzeitig niedrigeren monatlichen Gesamtkosten aus Finanzierungs- und Nebenkosten langfristig einen hohen Werterhalt zu bekommen und zudem einen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten.

Gebäudehülle von Passivhäusern

Passivhaus Baukörper

Kompakter Baukörper

Für die Realisierung eines Passivhauses ist ein kompakter Baukörper sehr wichtig. Das Gebäude sollte nach Süden ausgerichtet sein, sodass die passiven solaren Gewinne über die Fensterflächen möglichst groß sind. Auch auf eine Verschattungsfreiheit der Südfassade sollte geachtet werden. Alle Vor- und Rücksprünge in der Fassade und im Dach wie z.B. Erker oder Gauben stellen für das Passivhaus zusätzliche wärmeübertragende Flächen dar. Diese Wärmeverluste müssen mit größeren Dämmstoffdicken ausgeglichen werden.

Die Kompaktheit eines Baukörpers drückt sich durch das A/V-Verhältnis aus. Darunter versteht man das Verhältnis zwischen der Außenoberfläche eines Gebäudes (A) und des beheizten Gebäudevolumens (V). Je größer der Wert von A/V ist, desto größer ist die Wärmeübertragung nach außen.

 Südorientierung

Die passive Nutzung der Sonnenenergie ist ein wichtiger Faktor bei der Planung und Berechnung eines Gebäudes. Es ist demnach günstiger, wenn der maximale Fensterflächenanteil nach Süden weist und nur ein möglichst kleiner nach Norden.
Dementsprechend kann auch der Grundriss des Gebäudes angeordnet werden: Aufenthaltsräume wie Wohnzimmer oder Kinderzimmer werden nach Süden ausgerichtet, Räume mit untergeordneten Funktionen wie Bad, WC, Abstell- oder Technikraum nach Norden.

Verschattungsfreiheit

Die Südfassade des Gebäudes sollte weitgehend verschattungsfrei sein, sodass die passiven solaren Gewinne möglichst groß sind. Verschattung durch Nadelbäume oder von Nachbargebäuden ist hier von Nachteil. Ein gut geplanter Dachüberstand kann vor Überhitzung im Sommer schützen und dennoch im Winter genügend solare Gewinne durch die Fenster ermöglichen.


Wärmedämmung

Für die Energieeffizienz von Passivhäusern ist ein sehr guter Wärmeschutz besonders wichtig. Die verbesserte Wärmedämmung reduziert die Wärmeverluste und führt zu höheren Temperaturen der Innenoberflächen im Winter und zu niedrigeren im Sommer. So entsteht ein angenehm gleichmäßiges Raumklima ohne kalte Ecken, auch die Anfälligkeit für Tauwasser sinkt.

Alle Außenbauteile, d.h. Wände, Dach und unterste Geschossdecke bzw. Kellerboden sollten einen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) von unter 0,15 W/(m²K) besitzen. Abhängig von der Qualität des Dämmstoffs ergeben sich Dämmstoffdicken zwischen 25 und 40 cm.

Dämmstoffe

Für den Bau eines Passivhauses können alle marktüblichen Dämmstoffe verwendet werden. Innovative Wärmedämmstoffe sind z.B. XPS-Dämm-Granulat, Vakuumisolationspaneele und Schaumglasschotter.

Vakuumisolationspaneele (VIP)

Vakuumisolationspaneele eignen sich hervorragend bei allen Bauteilen des Neu- und Altbaus, bei denen aus konstruktiven oder gestalterischen Gründen keine großen Dämmstoffstärken möglich sind, da sie eine sehr geringe Einbaudicke von nur 10 bis 40 mm aufweisen. Auch im Fußbodenbereich unter dem Estrich oder auf Dachterrassen und Balkonen können die Paneele eingebaut werden. Mit einer Vakuumdämmung wird eine 8-10 fach bessere Wärmedämmwirkung als mit herkömmlichen Dämmstoffen (Mineralwolle oder Polystyrol) erreicht.


Schaumglasschotter

Schaumglasschotter wird aus 98% Recyclingglas und 2% rein mineralischen Zuschlagstoffen hergestellt und kommt als thermische Dämmung zum Einsatz, sowohl im Fundamentbereich wie auch auf dem Bauwerk. Er ist dauerhaft, nicht brennbar, frostunempfindlich und kann bei entsprechender Verdichtung Druckkräfte aufnehmen.

Schaumglasschotter besitzt hervorragende konstruktive und bauphysikalische Eigenschaften, es ist nicht nur dämmend, sondern ersetzt auch die Sauberkeits- und die kapillarbrechende Schicht. Die Tragfähigkeit eines unstabilen Untergrundes kann zudem mit Schaumglasschotter wesentlich verbessert werden. Schaumglasschotter ersetzt hier zum Beispiel aufwendige Pfahlgründungen.


Wärmebrücken im Passivhaus

Passivhäuser sollten weitestgehend wärmebrückenfrei ausgeführt werden. Wärmebrücken sind Schwachstellen an wärmegedämmten Bauteilen, wie Kanten, Ecken, Anschlüsse und Durchdringungen. An diesen Stellen ist der Wärmeverlust größer. Die innere Oberflächentemperatur ist hier geringer, so dass die Gefahr von Tauwasseranfall und Schimmelbildung besteht.

Das Vermeiden von Wärmebrücken ist bei Passivhäusern eine der wirtschaftlichsten Einsparmaßnahmen. Der Einfluss von Wärmebrücken auf die gesamten Transmissionswärmeverluste kann erheblich sein, daher ist es bei der Planung von Passivhäusern erforderlich, diesen zusätzlichen Wärmeverlust durch Wärmebrücken weitestgehend zu reduzieren, um den angestrebten niedrigen Jahresheizwärmebedarf auch tatsächlich zu erreichen.

Wärmebrücken müssen genau analysiert und berechnet werden.


Luftdichtheit

Die Gebäudehülle eines Passivhauses ist wind- und luftdicht zu erstellen, damit die Lüftungswärmeverluste so gering wie möglich gehalten werden können. Eine Komfort-Lüftungsanlage mit Wärmetauscher sorgt für ausreichend Frischluft. Die verbesserte Luftdichtheit vermeidet vor allem Bauschäden, spart Energie und erhöht den Wohnkomfort.

Die Wärmerückgewinnung aus der verbrauchten Luft durch die Lüftungsanlage ist im Passivhaus unverzichtbar. Daher muss durch eine sehr gute Luftdichtheit der Gebäudehülle gewährleistet werden, dass nur ein geringer Teil des Luftwechsels unkontrollierbar über Fugen in der Gebäudehülle erfolgt (Infiltrationsluftwechsel).

Die Gebäudedichtheit wird über einen Drucktest, den sog. Blower-Door-Test kontrolliert.

Blower-Door-Messung

Die Gebäudedichtheit wird über einen Drucktest kontrolliert. Bei dem so genannten Blower-Door-Test sollte bei einem Unter- und Überdruck von 50 Pa bei Passivhäusern eine Luftwechselrate n50 < 0,60/h (0,6 facher Luftwechsel pro Stunde) erreicht werden.
Bei dem Test wird die verbleibende Gesamtleckage gemessen. Noch bestehende Undichtheiten können aufgespürt und nachgedichtet werden.

Im Massivbau ist die Luftdichtheit einfach zu erreichen, hier stellt der Innenputz die luftdichte Ebene dar. Im Leichtbau wird sie durch den Einsatz geeigneter Folien oder Holzwerkstoffplatten, die entsprechend verklebt werden müssen, gewährleistet.


Passivhausfenster

Fenster in Passivhäusern sind dreifachverglast, haben einen wärmegedämmten Rahmen und sind luftdicht an das Bauteil anzuschließen. Eine zusätzliche Überdämmung des Rahmens reduziert die Wärmeverluste erheblich. Bei unsachgemäßem Einbau eines Fensters in die Wand können bedeutende Wärmebrücken entstehen, daher werden die Fenster professionell in die Ebene der Dämmschicht der Außenbauteile eingebaut.

Die hochwertigen Fenster lassen im Winter mehr Sonnenenergie in das Gebäude hinein, als sie Wärme nach außen abgeben. Im Sommer steht die Sonne höher, der Großteil der Strahlung wird reflektiert und die Solareinstrahlung bei Südfenstern ist begrenzt. Deswegen muss die Anordnung von Passivhausfenstern sinnvoll geplant werden. Größere Glasflächen sollten im günstigsten Fall südorientiert angelegt werden, eine Ost- oder Westorientierung führt leichter zur Überhitzung im Sommer und erfordert deshalb eine sorgfältige Planung und eventuell einen entsprechenden Sonnenschutz.

Fenster-Kennwerte

Energetische Fenster im Passivhaus müssen einen hohen Wärmeschutz aufweisen und zusätzlich genügend Energie der Sonnenstrahlung einfangen. Gefordert werden als Passivhauskriterium für das gesamte Fenster ein Wärmedurchgangskoeffizient Uw nicht größer als 0,8 W/(m²K).

Über Verglasungen finden nicht nur Wärmeverluste statt. Mit dem Sonnenlicht gelangt auch Wärme in die Räume. Der g-Wert gibt an, welcher Teil der Solarstrahlung durch die Verglasung dringt und damit zur Raumheizung beiträgt. Passivhausfenster sollten einen g-Wert von etwa 0,5 haben.

Etwa 30 bis 40% der Fensteröffnung entfallen auf den Fensterrahmen, daher ist die Rahmenqualität sehr entscheidend. Der Einsatz von Holzrahmen wie auch von Kunststoffprofilen oder Pfosten-Riegel-Konstruktionen ist möglich

Wärmebrücken

Bei unsachgemäßem Einbau eines Fensters in die Wand können bedeutende Wärmebrücken entstehen. Weitere Informationen hierzu finden Sie hier.

Gebäudetechnik in Passivhäusern

Lüftungsanlage im Passivhaus

Ein Passivhaus hat eine luftdichte Außenhülle. Der Luftwechsel findet hier also nicht mehr unkontrolliert bzw. durch die reine Fensterlüftung statt, sondern erfolgt (vor allem im Winter) durch eine so genannte Komfortlüftung.

Die Lüftungsanlage sorgt für eine spürbar bessere Luftqualität. Durch den regelmäßigen Luftwechsel und den Einsatz geeigneter Filter können Allergien gemildert und Pollen, Staub und Schadstoffe abtransportiert werden. Die Risiken von Schimmelbildung auf den Wänden entfallen.

Wärmerückgewinnung

Die Komfortlüftung im Passivhaus kann nur mit einer hocheffizienten Wärmerückgewinnung funktionieren: Etwa 80% ihrer Wärme muss die Abluft im Wärmetauscher an die Zuluft weitergeben. Das bedeutet im Winter, dass die 20 Grad Celsius warme Abluft die kalte Frischluft bereits ohne zusätzlichen Einsatz von Heizenergie auf ca. 16 Grad erwärmt.

Die frische Luft strömt in die Wohn-, Ess-, Kinder-, Schlaf- und Arbeitszimmer ein, aus dem Bad, der Küche und dem WC wird die verbrauchte Luft abgesogen.
Überströmöffnungen an den Türen oder in Wänden sorgen dafür, dass auch bei geschlossenen Innentüren die Luft ungehindert strömen kann. So wird eine problematische Ausbreitung von Gerüchen und Schadstoffen im Gebäude von vornherein vermieden. Feinfilter sorgen dafür, dass die Rohre sauber bleiben. 

Fenster in Passivhäusern können natürlich geöffnet werden, was aber in der Heizperiode nicht erfolgen sollte, um die Effektivität der Wärmerückgewinnung nicht zu umgehen. Ausreichend frische Luft wird im Gebäude über die Lüftungsanlage ohnehin gewährleistet. Im Sommer kann der Bewohner ohne Einfluss auf das Energiekonzept der Passivhäuser die Fenster und Türen nach belieben öffnen.


Heizung im Passivhaus

Passivhäuser brauchen 80 % weniger Heizwärme gegenüber Neubauten nach Energieeinsparverordnung, weil die Transmissions- und Lüftungswärmeverluste des Bauwerkes durch eine optimierte Gebäudehülle minimiert werden. Auf ein konventionelles Heizsystem kann deshalb verzichtet werden. Die Verluste lassen sich fast vollständig durch passive Energiegewinne ausgleichen.

Der sehr geringe Heizwärmebedarf von unter 15 kWh/(m²a) und die ohnehin hohen Innenoberflächentemperaturen aller Außenbauteile erlauben die Restwärmeerzeugung und -übertragung durch unterschiedliche Konzepte.

Eine Zuluftheizung, welche über die sowieso vorhandene Lüftungsanlage mit Nachheizregister betrieben wird, stellt in der Regel die Grundheizung dar und kann aufgrund von Begrenzungen im energetisch wirtschaftlichen Luftwechsel und der Einströmtemperatur eine maximale Raumheizlast von ca. 10 W/m² Nutzfläche abdecken.

Restwärmeerzeugung

Alle darüber hinausgehenden Raumheizlasten sowie besondere Steuerungsmöglichkeiten können am besten durch die Kombination mit einem weiteren Wärmeübertragungskonzept erzielt werden. Beispielsweise:

  • Ein Wärmepumpen-Kompaktgerät, das alle Haustechnikfunktionen (Lüftung mit Wärmerückgewinnung,  Heizung, Warmwasserbereitung und -speicherung) in einem Gerät kombiniert.
  • Ein Ofen, z.B. ein Holzpelletofen, welcher zentral im Erdgeschoss aufgestellt die gesamte Versorgung des Hauses übernehmen kann. Beim Einsatz einer Ofenheizung in Verbindung mit einer Lüftungsanlage muss gewährleistet sein, dass der Ofen raumluftunabhängig arbeitet.
  • Ein Gas-Brennwert-Kessel mit zentralem Warmwasserspeicher. Die Heizwärmeverteilung erfolgt allerdings nicht mehr über ein hydraulisches System, sondern allein mit dem Wasser-Zuluft-Nacherhitzer.
  • Anschluss an das Nah- oder Fernwärmenetz (bei Reihenhäusern denkbar).

Warmwasseraufbereitung

Die Anforderungen an die Warmwasserbereitung sind im Passivhaus nicht anders als bei gewöhnlichen Gebäuden. Der durchschnittliche Warmwasserbedarf liegt laut Untersuchungen im Wohnbereich bei ungefähr 25 Liter auf 60° C erwärmtem Trinkwarmwasser, welches aber sehr stark von dem Nutzerverhalten und den Komforterwartungen der Bewohner abhängt.

Im Passivhaus ist der Energiebedarf für die Bereitstellung von Trinkwarmwasser im Wohnbereich die höchste verbliebene Energieanforderung, für die eine ganzjährige  Wärmebereitstellung erforderlich ist.

Sonnenkollektoren

Durch den Einsatz einer thermischen Solaranlage zur Unterstützung der Trinkwarmwasserbereitung kann bis zu 65% des Jahresbedarfs durch die erneuerbare und kostenlose Energiequelle Sonne bereitgestellt werden.

Kühlung

Eine aktive Kühlung von Passivwohnhäusern ist aufgrund der hoch gedämmten Gebäudehülle bei Wohnnutzung in der Regel nicht notwendig. Äußere Einflüsse werden soweit abgeschirmt, dass im Innenraum stets ein behagliches Klima erhalten bleibt. Eine zusätzliche aktive Kühlung z.B. über einen Erdreichwärmetauscher oder weitergehende Kälteanlagen wird erst bei erheblich steigenden internen Wärmelasten, wie sie z.B. bei Bürogebäuden oder Verkaufsräumen entstehen, nötig.

Unter Annahme solche spezieller Nutzungsprofile, in die Faktoren wie innere Wärmequellen, Beleuchtung, Nutzungsdauer, angestrebte Innentemperatur und weitere relevante Größen einfließen, wird das vom Wohnungsbau übernommene Passivhauskonzept sinngemäß modifiziert und an die neuen Randbedingungen angepasst. Ziel ist immer, mit dem geringstmöglichen Einsatz an Energie das angestrebte Innenraumklima zu erreichen. Das Haus sollte dies weitestgehend passiv schaffen.


Blockheizkraftwerk (BHKW)

Ein Blockheizkraftwek (BHKW) wird zur Gewinnung elektrischer Energie und Wärme eingesetzt. Um dies zu erreichen, findet das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung Anwendung. Ein Verbrennungsmotor treibt dabei einen Generator an, der den Strom erzeugt. Die Abwärme des Motors wird wiederum über einen Wärmetauscher zur Wassererwärmung genutzt. Als weitere Technologien (neben Verbrennungsmotor) werden – je nach Anwendungsfeld – auch Gas- oder Dampfturbinen, Brennstoffzellen oder Stirlingmotoren eingesetzt.

(Quelle: www.bhkw-infozentrum.de)

Als Brennstoffe kommen beispielsweise in Frage:

Nicht-regenerativ:
- Erdgas
- Heizöl

Regenerativ:
- Biogas
- Pflanzenöl (z.b. Raps- oder Palmöl)
- Holzgas
- Holzpellets
- Hackschnitzel

Größenklassen eines Blockheizkraftwerkes

Es wird zwischen mehreren Größenklassen und Anwendungsfeldern unterschieden. Bei einer Leistung von 2,5-15 kWel spricht man von einem sog. Mikro-BHKW, welches meist in Ein- oder Mehrfamilienhäusern eingesetzt wird. Die nächst größere Klasse bis ca. 50 kWel Leistung bilden die Mini-BHKW, die größere Nichtwohngebäude, wie beispielsweise Hallen- und Freibäder, Krankenhäuser und Pflegeheime oder Hotels gleichzeitig mit Wärme und Strom versorgen. Große Blockheizkraftwerke ab 50 kWel werden meist im industriellen Bereich oder zur Erzeugung von Nah- und Fernwärme eingesetzt.

Der Wirkungsgrad eines BHKW (insgesamt bis zu 90%) lässt sich in den thermischen und elektrischen Wirkungsgrad aufsplitten. Je nach Leistung des BHKW verschiebt sich das Verhältnis zwischen thermischem und elektrischem Wirkungsgrad. Je größer die Anlage ist, desto größer ist auch der Anteil der in Strom umgewandelten Energie (max. rund 50%). Bei Anlagen unter 50 kWel werden rund 2/3 der eingesetzten Energie in Wärme umgesetzt, der thermische Wirkungsgrad ist hier also am höchsten.

Der Quotient aus elektrischem und thermischem Wirkungsgrad ergibt die Stromkennzahl, die für die Ermittlung der Vergütung nach dem KWKG benötigt wird. Je größer die Stromkennzahl, desto höher ist der elektrische Anteil.

Effizienz eines Blockheizkraftwerkes

Um ein Blockheizkraftwerk möglichst effizient zu betreiben, sollte es nur dort eingesetzt werden, wo ein kontinuierlicher Wärmebedarf besteht. Wird die Wärme nicht direkt verbraucht, kann sie in einem Wärmespeicher zwischengelagert oder über ein Nah- oder Fernwärmenetz weitergeleitet werden. Ist der Wärmespeicher voll oder benötigen auch benachbarte Gebäude keine Wärme, geht diese verloren, sofern kein Fernwärmeanschluss mit angeschlossenen Wärmeverbrauchern besteht; dementsprechend ist eine Überdimensionierung des BHKW zu vermeiden. Das Ziel sollte also eine möglichst hohe Auslastung im Sinne einer hohen Betriebsstundenzahl sein (mind. 5000 Betriebsstunden pro Jahr).

Die Brennstoffkosten lassen sich gegenüber alten Heizsystemen erheblich senken. Und auch die Stromkosten lassen sich beträchtlich minimieren, da der mittels eines Blockheizkraftwerkes erzeugte Strom günstiger ist als der Strombezug aus dem öffentlichen Netz.

Der elektrische Strom, der mittels eines BHKW erzeugt wird, wird nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG) bzw. nach dem Erneuerbare Energien Gesetz (EEG; nur bei Einsatz von nachwachsenden Brennstoffen wie z.B. Biogas) gefördert, unabhängig davon, ob der Strom selbst verbraucht oder in das öffentliche Netz eingespeist wird. Aufgrund der hohen Strompreise rentiert es sich jedoch, den erzeugten Strom selbst zu verbrauchen. Zudem wird bei erdgasbetriebenen Blockheizkraftwerken die Erdgassteuer erstattet.

Blockheizkraftwerke und Umweltschutz

Bei Einsatz von regenerativen Brennstoffen oder Erdgas führt ein BHKW zu einer signifikanten CO2-Minderung im Vergleich zur getrennten Erzeugung von Strom und Wärme. Der Primärenergieverbrauch wird gesenkt, was auch der Erreichung eines Plusenergiegebäudes zu Gute kommt.

Die Kraft-Wärme-Kopplung stellt somit je nach Anwendungsfall eine wirtschaftliche und umweltschonende Energieversorgung dar.

Neubau und Sanierung von Schulen

Schulgebäude stellen einen hohen Anteil aller öffentlichen Gebäude dar. Aufgrund ihrer Nutzung sollten sie zudem auch über ein gutes Innenraumklima für optimale Lernbedingungen verfügen. Doch genau an diesem Punkt gibt es sowohl im Bestand als auch bei Neubauten nach EnEV zwei wesentliche Kriterien, die oft unzureichend berücksichtigt werden:

- Der Heizenergieverbrauch von Schulen ist im Durchschnitt zu hoch. Trotz Bemühungen, den Verbrauch einzuschränken, liegt er im Durchschnitt aller Schulen so hoch, dass die laufenden Betriebskosten die öffentlichen Haushalte stark belasten.

- Das Innenraumklima ist durch schlechte Luftqualität zum Aufenthalt und zum Unterricht für eine hohe Anzahl an Schüler unzureichend. Maßgebendes Kriterium ist dabei die CO2-Belastung der Raumluft. Die Lerneffizienz nimmt bereits bei nur mäßig erhöhten Schadstoffbelastungen deutlich ab, da die Konzentrationsfähigkeit absinkt.

Spezifische Anforderungen bei Schulgebäuden

Dem hohen Heizwärmeverbrauch kann am effizientesten durch Dämmmaßnahmen an der Gebäudehülle entgegen gewirkt werden. Dadurch liegt in der Heizungsanlage ebenfalls ein großes Einsparpotenzial, da im Zusammenhang mit einer hochwertigen Dämmung der Gebäudehülle und Fenstern mit 3-Scheiben-Verglasung die Leistung reduziert werden kann.

Neben der Dämmung der Außenhülle kann die Begrenzung der Lüftungswärmeverluste und eine spürbar verbesserte Luftqualität auch über eine kontrollierte Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung erreicht werden. Sie dient der Deckung des hygienischen Lüftungsbedarfs und ermöglicht eine kontinuierliche Frischluftzufuhr. Gleichzeitig werden Geruchsstoffe und CO2 über die verbrauchte Luft permanent abgesaugt. Auch zu hohe Feuchtigkeit wird über die Lüftungsanlage abtransportiert, damit keine baulichen Schäden (z.B. Tauwasserausfall mit dem daraus oft resultierenden Schimmelbefall) auftreten können und ein einwandfreies Raumklima entsteht.

Notwendigkeit von Lüftungsanlagen in Schulen

In einem Neubau und auch im Gebäudebestand sollte möglichst immer eine kontrollierte Lüftungsanlage zum Einsatz kommen.

Durch die höhere Belegungsdichte ist der Frischluftbedarf in Schulen und damit die Bedeutung der Lüftung wesentlich größer als bei anderen Gebäuden. Es hat sich durch mehrere Untersuchungen bereits herausgestellt, dass gute Luftqualität mit einer CO2 Belastung von zuverlässig unter 1500ppm und die dazu während der Nutzung erforderlichen hohen Luftwechselraten nur mit einer kontrollierten Lüftung erreicht werden kann.

Auch bei einer halbstündlichen Lüftung im Klassenraum, die jedoch in der Praxis im Unterrichtsverlauf nicht praktikabel ist und den Unterricht in einem nicht mehr akzeptablen Maß stören würde, wird der Grenzwert der CO2-Belastung Untersuchungen zufolge bereits am späten Vormittag deutlich überschritten.

Eine reine Fensterlüftung stellt eine Herausforderung dar, da offene Fenster für Zugluft und Kälteerscheinungen, geschlossene Fenster dagegen zu übermäßigen Schadstoffkonzentrationen in der Luft führen.

Eine Lüftungsanlage führt zu deutlich höherem Komfort und besseren Lernbedingungen in den Klassenräumen. Im Sommer bietet sie zudem die Möglichkeit, unabhängig von Sicherheitsfragen eine Nachtlüftung zur Abkühlung der Räume durchzuführen.

In Anlehnung an die Pisa Studie wurde in Holland nachgewiesen, dass Schüler bessere Noten hatten, die in einem Schulgebäude mit Lüftungsanlage unterrichtet wurden.

Energetische Sanierung

Der größte Teil des Wohngebäudebestandes ist älter als 30 Jahre und die meisten dieser Gebäude befinden sich in einem Zustand, der längst nicht den aktuellen Anforderungen an den Wärmeschutz entspricht. Dadurch werden nicht nur die Umwelt und das Klima unnötig belastet, sondern auch die Heizkostenbudgets von Mietern und Eigentümern dieser Gebäude. Hinzu kommen Komforteinbußen wie kalte Wände und Fußböden oder Zuglufterscheinungen.

Es gibt also viele Gründe, sich um die energetische Sanierung des Gebäudebestandes zu kümmern. Die meisten Gebäude im Bestand lassen sich im Rahmen von ohnehin erforderlichen Instandhaltungs- und Modernisierungsinvestitionen unter wirtschaftlichen Bedingungen auf den Standard energieeffizienter Neubauten modernisieren.

Vorteile durch eine energetische Gebäudesanierung

In einem Neubau und auch im Gebäudebestand sollte möglichst immer eine kontrollierte Lüftungsanlage zum Einsatz kommen.

  • Erhebliche Energie- und Nebenkosteneinsparungen
  • Steigerung der Unabhängigkeit in Bezug auf fossile Energieträger
  • Bessere innere Luftqualität bei Lüftungsanlagen durch mögliche CO2 - und  Feuchtesteuerung
  • Verringerung von Wärmebrücken, demnach ist Feuchte- und Schimmelbefall  unwahrscheinlich
  • Mehr Behaglichkeit durch Erhöhung der Oberflächentemperaturen
  • Geringere Temperaturschwankungen im Sommer wie auch im Winter
  • Allgemein verbesserter Schallschutz der Gebäudehülle
  • Höherer Werterhalt

Der Grundgedanke des Passivhauses lässt sich auch bei der Altbausanierung sehr gut umsetzen. Da ein Altbau deutlich mehr Energie verbraucht als ein Neubau, ist hier das Einsparpotenzial an Energie besonders hoch.

Es lassen sich durch unterschiedliche Maßnahmen energetische Vorteile erzielen. Hierzu gehört z.B. die Sanierung der Gebäudehülle inklusive Austausch der Fenster. Ebenfalls zur energetischen Sanierung gehört häufig eine Überarbeitung bzw. der Einbau von Lüftungsanlagen. Im Folgenden finden Sie weitere Informationen zu den einzelnen Sanierungsmaßnahmen.

Plusenergiegebäude

Ein Plusenergiegebäude erzeugt mehr Energie, als es verbraucht und stellt damit den höchstmöglichen Energiestandard dar. Technisch möglich wird dies durch den Einsatz erneuerbarer Energien wie beispielsweise Sonnenenergie oder nachwachsende Rohstoffe, kombiniert mit Kraft-Wärme-Kopplung.

Der Hauptzweck eines Plusenergiegebäudes liegt jedoch nicht in der Energieproduktion, sondern in einem effizienten Energiemanagement. Dies lässt sich z. B. durch die Nutzung intelligenter Stromzähler und die Zwischenspeicherung der – mittels Photovoltaik, Windkraft, BHKW o.ä. – erzeugten Energie erreichen.

Der Verbrauch des Gebäudes wird negativ gezählt, die Energieerzeugung positiv. Die Bilanzierung erfolgt für ein Jahr, dabei ist zwischen Primär- und Endenergie* zu unterscheiden. Herkömmliche Gebäude haben eine negative Bilanz, d.h. sie verbrauchen mehr Energie als sie erzeugen. Ist das Ergebnis der Bilanz null spricht man von einem Nullenergiehaus. Bei positiver Bilanz liegt ein Plusenergiegebäude vor. Die Energie zur Erstellung des Gebäudes und der technischen Ausstattung wird in der Berechnung nicht berücksichtigt.

Um das Niveau eines Plusenergiegebäudes zu erreichen ist der Passivhausstandard eine gute Basis. Hier besteht aufgrund der hochwärmegedämmten und luftdichten Gebäudehülle, der effizienten Gebäudetechnik und der Wärmerückgewinnung nur noch ein geringer Wärme- und Elektroenergiebedarf. Dieser kann beispielsweise durch den Ertrag einer Photovoltaikanlage oder eines mit Biomasse befeuerten Blockheizkraftwerks gedeckt bzw. übertroffen werden. Der überschüssige Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist oder zur Aufladung von Elektromobilen oder anderen Speichermedien verwendet.

Für das Plusenergiegebäude ist bisher kein offizieller Standard – wie etwa durch die EnEV – definiert worden. Nach dem allgemeinen Verständnis müssen jedoch die folgenden Punkte beachtet werden:

  • Bei der Energiebilanz ist zwischen Primär- und Endenergieebene zu unterscheiden
  • In der Primärenergiebilanz** ist das Niveau eines Plusenergiegebäudes leichter zu erreichen als in der Endenergiebilanz
  • Bilanzraum ist das Gebäude selbst, inklusive Gebäudetechnik und evtl. zugehöriger Technikgebäude zur Energieerzeugung. Bei mehreren Nutzgebäuden und einem Technikgebäude zur Energieerzeugung sind sämtliche Gebäude als Ganzes zu bilanzieren.
  • Die erzeugte Energie wird mit dem Primärenergiefaktor der „verdrängten“ Energie bewertet. Bei Stromeinspeisung also z.B. mit 2,6 – dem Primärenergiefaktor des durchschnittlichen Strommixes.

* Definitionen zu den Begriffen Primärenergie und Endenergie finden Sie in unserem Glossar
** Die Primärenergiebewertung bezieht sich hier – wie in der EnEV üblich – nur auf den nicht regenerativen Anteil der Primärenergie. Primärenergetisch ist es also in diesem Sinne sehr vorteilhaft, regenerative Brennstoffe wie Biogas oder Holz zu verbrauchen. 


Qualitätssicherung

Beim Bau von Passivhäusern oder bei einer hochwertigen Modernisierung mit Passivhauskomponenten ist eine hohe Qualität der Planung und Ausführung erforderlich.

Um diese Qualität sicherzustellen, können während des Bauablaufs verschiedene Arten der Qualitätssicherung zur Überprüfung der Ausführung in Anspruch genommen werden. So können Mängel frühzeitig festgestellt, behoben und Bauschäden vermieden werden. Entscheidend ist, dass jede Maßnahme zum richtigen Zeitpunkt durchgeführt wird, damit eine Mängelvermeidung bzw. -beseitigung überhaupt möglich ist.

Blower-Door-Messung

Eine luftdichte Gebäudehülle ist ein entscheidendes Kriterium für ein funktionierendes Passivhaus. Aber auch für alle anderen Gebäude - egal ob Altbau oder Neubau - lohnt es sich, unkontrollierbare Luftwechselverluste durch Fugen in der Gebäudehülle zu minimieren und dadurch Energie einzusparen.

Wo sich die Schwachpunkte des Gebäudes befinden und wo Bauteilanschlüsse nachgebessert werden müssen, lässt sich durch einen Blower-Door-Test mit Leckageortung herausfinden. Der Vorteil dieser Messmethode ist die zerstörungsfreie Prüfung der Gebäudehülle. Das heißt, man kann qualitative und quantitative Aussagen über Bauteile treffen, ohne sie mit großem Aufwand und Schaden aufstemmen oder aufbohren zu müssen.

Messung

Das Blower-Door-Gerät besteht aus einem mit einer Plane bespannten Rahmen, in den ein Gebläse integriert ist. Mit Hilfe des Gebläses wird zunächst Luft aus dem Gebäude gesaugt, so dass ein leichter Unterdruck entsteht und Luft durch Fugen von außen nachströmt. Je nach Druckdifferenz muss das Gebläse einen bestimmten Luftvolumenstrom erzeugen, um den eingestellten Druck aufrecht zu erhalten. Zur Mittelwertbildung wird die gleiche Prozedur anschließend mit einem Überdruck wiederholt.

Über das Ergebnis der Messung wird im Allgemeinen ein Zertifikat ausgestellt, das die Luftwechselrate bei einem Luftdruck von 50 Pascal als Mittelwert zwischen Über- und Unterdruckmessung angibt.
Einzelne Schwachstellen, sogenannte Leckagen, können zusätzlich zum Beispiel durch Rauch oder Messgeräte lokalisiert und sichtbar gemacht werden. Die Leckageortung ist bei einer Blower-Door-Messung entscheidend, wenn es darum geht, Fehlstellen nachzubessern. Durch die Blower-Door-Messung wird lediglich der Luftwechsel des gesamten Gebäudes bestimmt, durch die Leckageortung können dagegen die Schwachstellen aufgespürt werden, um sie gezielt zu beseitigen.


Zeitpunkt

Die Blower-Door-Messung wird bei Neubauten zu einem Zeitpunkt empfohlen, an dem die luftdichte Ebene fertiggestellt, aber noch zugänglich ist. Das heißt, Fenster sollten eingebaut und die Wände von innen verputzt sein, der Innenausbau mit Fliesen, Tapeten oder Gipskartonplatten sollte dagegen noch nicht begonnen sein. So sind Nachbesserungen relativ einfach und schnell durchzuführen und Leckagen können besser geortet werden. Nach Fertigstellung des Gebäudes kann eine weitere Messung für ein abschließendes Ergebnis erfolgen.

Bei Bauten im Bestand ist es jederzeit möglich, die Messung durchzuführen. Das Ergebnis der Messung mit einer Leckageortung hilft im Falle einer Umbaumaßnahme bei der Sanierung der luftdichtenden Schicht oder gibt generell Auskunft über die Qualität des Wohnhauses.

Thermografie von Gebäuden

Die Gebäude-Thermografie dient der Prüfung beispielsweise von Wärmeschutzmaßnahmen und haustechnischen Installationen. Mit einer Infrarot-Kamera werden Aufnahmen gemacht, die durch Farben unterschiedliche Temperaturen sichtbar machen. Um ein optimales Ergebnis zu erzielen, sollte die Außenlufttemperatur möglichst niedrig sein, damit die Differenz zwischen Wärmebrücken und kalten Außenoberflächen so groß wie möglich ist.

Auf den Thermografieaufnahmen links ist durch die helle Farbe deutlich zu erkennen, dass durch die Fenster viel Wärme verloren geht. Je heller der Farbton angezeigt wird, umso wärmer ist die Außenoberfläche des Bauteils. Bei einer sehr niedrigen Außentemperatur kommt diese Wärme aus den Wohnräumen der der dahinter liegenden Wohnungen

Mit Hilfe der Thermografie können Sie:

  • die Ausführungsqualität von Wärmedämmung überprüfen,
  • Wärmebrücken zwischen Innen- und Außenbauteilen lokalisieren,
  • Feuchtigkeitsschäden an Bauteilen, z.B. Flachdächern, Balkonanschlüssen oder Kellerwänden feststellen,
  • konstruktive Elemente in Bestandsgebäuden lokalisieren, z.B. Stahlstützen, Bewehrungen oder Fachwerk,
  • die Lage von haustechnischen Installationen, z.B. Wasser-, Abwasser- und Heizungsleitungen oder elektrischen Installationen bestimmen,
  • Undichtigkeiten an Rohrinstallationen, z.B. Fußbodenheizungen, Wasser- oder Abwasserleitungen orten.

Die Infrarot-Kamera kann außerdem als ergänzendes Werkzeug bei einem Blower-Door-Test eingesetzt werden, um fehlerhafte Bauteilanschlüsse oder Durchdringungen zu lokalisieren.

Wärmebrückenberechnung

Eine Wärmebrückenberechnung erfolgt meistens in der Planungsphase, um potentielle Schwachstellen am Gebäude zu überprüfen. Sie kann im Neubau und in der Sanierung eingesetzt werden, um Dämmstärken an Anschlusspunkten festzulegen oder Durchdringungspunkte, z.B. von Befestigungsmitteln, zu kontrollieren.

Wärmebrücken sind örtlich begrenzte Störungen in Bauteilen, an denen eine erhöhte Wärmestromdichte auftritt. Diese Störungen können vielfältige Gründe und Ursachen haben. Besonders häufig und im Passivhaus so weit wie möglich zu vermeiden sind Durchstoßpunkte durch die Dämmebene, zum Beispiel durch Balkone oder Befestigungsmittel für Vordächer, Außenbeleuchtung u.ä.

Wärmebrücken unterscheiden sich zum einen nach der Form:

  • punktförmige Wärmebrücken
  • linienförmige Wärmebrücken
  • flächige Wärmebrücken 

Darüber hinaus erfolgt eine Unterscheidung nach der Ursache:

  • materialbedingte / stoffliche Wärmebrücken
  • geometrisch bedingte Wärmebrücken
  • umgebungsbedingte Wärmebrücken
  • massestrombedingte Wärmebrücken

Berechnungsmethode

Um die genaue Erfassung und Dimensionierung von Wärmebrücken, gleich welcher Art, vornehmen zu können, ist eine rechnergestützte Analyse notwendig. Geeignete Programme erfassen die geplante oder realisierte Geometrie und den Aufbau des Bauteils und ermitteln den Rechenwert psi.

Der psi-Wert gibt nicht den absoluten Wärmeverlust des untersuchten Bauteils an, sondern einen Korrekturfaktor, den sog. Wärmebrückenverlustkoeffizienten. Er gibt Aufschluss über den relativen Energieverlust. Das hat zur Folge, dass sich aus hohen psi-Werten nicht unbedingt Rückschlüsse auf eine insgesamt schlechte Wärmedämmung des Gebäudes ziehen lassen. Der psi-Wert der Wärmebrücke muss immer im Zusammenhang mit dem gesamten Gebäude betrachtet werden.

Ungedämmte Gebäude haben beispielsweise im Bereich von Bauteilanschlüssen niedrige psi-Werte, da die Differenz des Wärmeverlustes im Vergleich zum Wärmedurchgang am Standardbauteil relativ gering ist. Umgekehrt fallen Schwachstellen bei Passivhäusern, die sehr gut gedämmt sind, im Vergleich zum Gesamtergebnis wesentlich stärker ins Gewicht und können daher höhere psi-Werte aufweisen.

Die Vermeidung von Wärmebrücken ist bei Passivhäusern daher eine der wirtschaftlichsten Energieeinsparmaßnahmen. Sie sollten bilanziell wärmebrückenfrei konstruiert werden, was durch die Begrenzung des psi-Wertes auf maximal 0,010 W/(m²K) erreicht werden kann.  

Unser Angebot

Eine Wärmebrückenberechnung kann bei Neubauten unter anderem zur Analyse und Minimierung von Wärmebrücken, für detaillierte Berechnungen nach EnEV oder PHPP oder zur Festlegung von Dämmstärken in Anschlusspunkten eingesetzt werden.

Bei Sanierungsvorhaben dient die Wärmebrückenberechnung beispielsweise der Analyse der Bestandssituation, der Überprüfung von Oberflächentemperaturen (insbesondere in Ecksituationen), um Schimmelbildung vorzubeugen oder entsprechende Gegenmaßnahmen einschätzen zu können oder dem Vergleich von Sanierungsvarianten.

Wir bieten die Berechnung von Wärmebrücken und Temperaturverläufen auch für Ihre Projekte an. Für konkrete Anfragen oder weitere Informationen nutzen Sie bitte unser Kontaktformular.

Qualitätskontrolle und Monitoring

Nach der Fertigstellung des Gebäudes und der Inbetriebnahme der technischen Anlagen hört in der Regel die Tätigkeit des planenden Ingenieurs auf. Bei der Abnahme werden häufig nur die elementaren Anlagenfunktionen geprüft. Der Nutzer hat eine Einweisung erhalten und ist nun selbst für das Gebäude verantwortlich.

Der Planer hat nun keine Einsicht mehr in den Betrieb, Leistung, Akzeptanz, Wirtschaftlichkeit und Funktionsfähigkeit der Anlage. Da die Betreiber oftmals nicht genug Einsicht in die komplexen Vorgänge in der Anlage haben, sind Fehlfunktionen oder eine nicht optimale Regelungseinstellung nicht immer leicht zu erkennen. Das kann erhöhte Bertriebszeiten, unnötig hohe Leistungen, erhöhten Verschleiß und Wartungsaufwand zur Folge haben. Zu beachten sind neben den steigenden Energie- und Wartungskosten auch die CO2-Belastung der Umwelt, deren Reduzierung gerade in Passivhäusern das Ziel sein sollte.

Zur Sicherstellung eines effizienten Betriebs bieten wir für die ersten Jahre nach Fertigstellung des Gebäudes eine Überwachung des Anlagenbetriebs an, kurz "Monitoring" genannt. Dabei werden Energieverbräuche und einen Vielzahl von Anlagendaten aufgezeichnet und ausgewertet. Ziele des Monitorings sind die Kontrolle des planmäßigen Anlagenbetriebs hinsichtlich Effizienz und Komfort sowie die Ermittlung von weiteren Optimierungsmöglichkeiten.

Die gewonnenen Erkenntnisse verhelfen außerdem in Zukunft zur effektiveren und kostengünstigeren Umsetzung ähnlicher Vorhaben.

Neben Temperatur-, Feuchte- und CO2-Fühlern zur Ermittlung der Raumkonditionen können z.B. Wärmemengen- und Elektrozähler für verschiedene Bereiche zum Einsatz kommen, um die Energieverbräuche genau zuordnen zu können. Zusätzlich können alle technischen Parameter wie z.B. Luftmengen, Stellventile und diverse Regelungssignale aufgezeichnet werden, um Rückschlüsse durch das Gebäudeverhalten auf die Gebäudetechnik ziehen zu können.

Technische Basis des Monitorings sind die genannten Fühler und Energiezähler (Feldebene), Regelungswerte aus der Anlagentechnik und vor allem eine Datentechnik, die all diese Werte im Zeitverlauf speichert. Zudem ist eine Datensicherung in Diagrammform, ein Datenexport in Tabellenform (z.B. Excel-Dateien) vorzusehen. Diese Funktionen sollen außerdem per Fernzugriff (Telefonmodem oder Internet) möglich sein.

Hierdurch wird dem Anlagenbetreuer die Möglichkeit gegeben frühzeitig Problemsituationen zu erkennen und darauf zu reagieren. Eine Diagnose ist so meist bereits aus der Ferne möglich. In Absprache mit dem Betreiber können viele Probleme per Fernzugriff gelöst werden. Sofern ein Eingriff vor Ort durch eine Wartungsfirma nötig wird, kann dies zumindest effektiv vorbereitet werden.

Ziel des Monitorings

Im Blickpunkt des Monitorings sind insbesondere die Reduzierung von Lüftungswärmeverlusten, die Erhöhung der Nutzerakzeptanz durch verbesserte Luftqualität, die Vermeidung von Zuggeräuschen, die Reduzierung des Hilfsstrombedarfs und die Optimierung des sommerlichen Wärmeschutzes durch passive Kühlung.

Monitoring ist ein Teil der Qualitätssicherung. Wir bieten Qualitätssicherung in folgenden Bausteinen an:

  • Qualitätskontrolle während des Baus
  • neben einer kontinuierlichen Beratung sollten spezielle Baustellentermine zur Qualitätssicherung eingeplant werden, die vor allem die luftdichte und wärmebrückenfreie Ausführung sicherstellen
  • hierfür werden u.a. Blower-Door-Tests mit Leckageortung eingesetzt
  • Qualitätssicherung durch Monitoring während der ersten Betriebsjahre. Gerne sind wir durch einen festangestellten Physiker aus Forschung und Entwicklung behilflich, ein Monitoring Ihrer Anlage für Sie durchzuführen!

Dynamische Gebäudesimulation

Mit geeigneter Software können Gebäude und deren thermisches Verhalten in einem komplexen dynamischen Rechenmodell (Gebäudesimulation) abgebildet werden. Dabei werden Gebäudehülle, Wärmegewinne, Wärmeverteilung, Lüftung unter äußeren (Witterung) und inneren Einflüssen (Nutzerverhalten, interne Lasten) betrachtet. Als Ergebnis erhält man wichtige Werte hinsichtlich der Behaglichkeit wie Lufttemperatur, Strahlungstemperatur und Luftqualität. Bilanzierungsmethoden errechnen den Nutzenergiebedarf für Heizen, Kühlen und mechanische Lüftung.

Die Anlagensimulation berechnet anlagentechnische Elemente wie Wärmeerzeuger, Wärmeübertrager, Energieverteilung, Ventilation und Regelungskreise. Als Ergebnis erhält man unter anderem den End- und Primärenergieverbrauch des Gebäudes – als Lastgang, als Monats- und Jahresbilanz.

Die Simulationsberechnung erlaubt eine wesentlich zuverlässigere Berechnung des Energiebedarfs von Gebäuden als durch einfache Bilanzierungsmethoden (DIN V 18599, DIN 4108-6, EnEV). Zusätzlich werden detaillierte Aussagen hinsichtlich Behaglichkeit, Anlagendimensionierung (Heizen, Kühlen, Lüften) und Deckungsgrad verschiedener Energieerzeuger ermöglicht.

Die von uns eingesetzte Software IDA ICE (Indoor Climate an Energy) der Firma EQUA Simulation AB vereint Gebäudesimulation und Anlagensimulation und bietet umfangreiche Auswertungsmethoden. Das Gebäude kann in eine Anzahl von Zonen mit spezifischen Eigenschaften (Nutzung, technische Ausstattung, Exposition) aufgeteilt werden. Die Zeitschrittweite der internen Berechnung wird automatisch der aktuellen Dynamik der Einflüsse angepasst.

Gebäudesimulation:

Das Gebäude, Nachbargebäude und andere verschattende Objekte werden auf Basis von 3d-CAD-Daten importiert. Die weitgehend dreidimensionale Modellierung erlaubt genaue Verschattungsberechnungen und im Ansatz auch Tageslichtsimulation. Ein Standardmodell des Gebäudes liefert schnell bereits gute Ergebnisse, z.B. in der Entwurfsphase. Die Gebäudesimulation leistet insbesondere die folgenden Punkte:

  • Berechnung von Luftttemperatur und -feuchte, Oberflächentemperatur, Strahlungstemperatur, Luftqualität (CO2-Gehalt)
  • Berechnung der Wärmeströme und der thermischen Speichereffekte der Bauteile zzgl. Inventar
  • Detaillierte dreidimensionale Strahlungsberechnung; Eigenverschattung, externe Verschattung, aufwendige Fensterverglasungsberechnung, Strahlendurchtritt bei mehrseitig hohem Verglasungsanteil. Differenzierung nach diffusen und direkten Strahlungsanteilen
  • Modellierung des Betriebs- und Nutzerverhaltens anhand Uhrzeit- und Wochenturnus und Tageslichtberechnung
  • Bilanzierung von Wärmebrückeneffekten

 

Anlagensimulation:

Die Anlagensimulation ist direkt mit der Gebäudesimulation gekoppelt und erlaubt die Modellierung von

  • Lüftungsanlagen mit steuerbarer Wärmerückgewinnung, Nachheizung, freier Kühlung; aus Einzelkomponenten frei kombinierbar
  • Variabler Volumenstrom, Feuchte- oder CO2-gesteuert
  • Beweglicher Sonnenschutz
  • Solare Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung
  • Kältemaschinen/Wärmepumpen
  • Flächenheiz-/Kühlsysteme
  • Intelligente Regelstrategien für Sonnenschutz, Lüftung, Heizung und Kühlung

Die genannten Funktionen lassen sich standardmäßig nutzen. Es besteht zusätzlich die Möglichkeit, die Standardmodule zu modifizieren oder spezifische eigene Module zu entwickeln. Das Modell lässt sich so je nach Anspruch an die Genauigkeit und nach Stand des Planungsvorgangs präzisieren und in verschiedene Varianten entwickeln.

Gerne sind wir bereit, durch einen festangestellten Physiker aus Forschung und Entwicklung eine dynamische Simulation für Sie durchzuführen!

Energieausweis

Wohn- und Nichtwohngebäude

Ein großer Teil des Energiebedarfs in Deutschland entfällt auf das Heizen und die Warmwasserbereitung in Gebäuden. Um die Energieeffizienz von Gebäuden zu verbessern, hat die Europäische Union 2003 die Richtlinie zur "Gesamteffizienz von Gebäuden" erlassen, deren Hauptbestandteil die Einführung von Energieausweisen ist.

Der Energieausweis soll Mietern und Käufern von Immobilien verlässliche Informationen über den Energiebedarf des Gebäudes liefern und stellt zudem für Eigentümer, die ihre Immobilie modernisieren möchten, eine erste Beratungsgrundlage dar.

Neben allgemeinen Angaben zum Gebäude enthält der Energieausweis als Hauptbestandteil den Energieverbrauch des Gebäudes, der auf einer Farbskala dargestellt wird und so das Gebäude mit anderen vergleicht. Zusätzlich werden vom Ausweisersteller Modernisierungsempfehlungen gemacht, soweit dies möglich ist. Die nebenstehenden Beispiele zeigen jeweils die ersten beiden Seiten bedarfsorientierter Energieausweise für Wohn- und Nichtwohngebäude.


Bedarfs- oder Verbrauchsausweis

Die Energieeinsparverordnung lässt dem Gebäudeeigentümer in einigen Fällen die Wahl, ob ein Bedarfs- oder ein Verbrauchsausweis erstellt wird.

Der bedarfsorientierte Energieausweis basiert auf einer theoretischen Analyse des Gebäudes. Der Ersteller berechnet anhand von Zeichnungen und ggf. einem Aufmaß vor Ort den Energiebedarf des Gebäudes unter Standardnutzungsbedingungen. Berücksichtigt wird die Qualität der Gebäudehülle, der Heizungsanlage und der Energieträger (z.B. Heizöl, Erdgas, Strom, Fernwärme).
Der verbrauchsorientierte Energieausweis gibt dagegen den durchschnittlichen Energieverbrauch für Heizung und Warmwasser der letzten 3 Jahre an. Als Grundlage dienen die tatsächlichen Abrechnungen des Energieversorgers.

Nach den Anforderungen der EnEV 2009 ist bei der Errichtung neuer Gebäude (für Wohn- und Nichtwohngebäude) in Zukunft immer ein Energieausweis auf Grundlage des Energiebedarfs zu erstellen. Für Bestandsgebäude, die verkauft oder neu vermietet werden, besteht noch die Wahlfreiheit zwischen Bedarfs- oder Verbrauchsausweis.

Wir empfehlen für Wohngebäude grundsätzlich den Bedarfsausweis, da sich nur so ein vom Nutzerverhalten unabhängiges und vergleichbares Ergebnis ergibt!

Termine

Während für Neubauten in Deutschland ein Energieausweis bereits seit 2002 Pflicht ist, wird er seit Inkrafttreten der Energieeinsparverordnung 2007 (EnEV) auch für Bestandsgebäude schrittweise eingeführt:

Die Ausweispflicht für Wohngebäude greift immer dann, wenn das Gebäude verkauft, verpachtet oder vermietet werden soll. Wohngebäude, die bis 1965 fertiggestellt worden sind, benötigen seit dem 1. Juli 2008 einen Energieausweis; jüngere Wohngebäude seit dem 1. Januar 2009.
Für Nichtwohngebäude besteht seit dem 1. Juli 2009 eine Ausweispflicht. In öffentlichen Gebäuden mit mehr als 1.000 m² Nutzfläche muss der Energieausweis zudem gut sichtbar ausgehängt werden.

Unser Angebot

Als zugelassener Aussteller für Energieausweise bieten wir die Erstellung von Bedarfs- und Verbrauchsausweisen nach Energieeinsparverordnung 2009 / DIN 18599 an. Um ein nutzerunabhängiges Ergebnis zu erhalten, empfehlen wir die Ausstellung von Bedarfsausweisen.

Neben den Energieausweisen für Bestandsgebäude erstellen wir auch Berechnungen nach Energieeinsparverordnung für Neubauten und insbesondere für Passivhäuser (Neubau und Sanierung) nach dem Passivhaus Projektierungs Paket (PHPP 2007).

Für Anfragen und weitere Informationen nutzen Sie bitte unser Kontaktformular.

Fördermittel

Der Passivhausstandard ist wirtschaftlich betrachtet durch die hohe Energieeinsparung langfristig günstiger als eine herkömmliche Bauweise. Den aufgrund der höheren energetischen Qualität etwas höheren Investitionskosten stehen die über die lange Nutzungsdauer jährlichen Energiekosteneinsparungen gegenüber. Zusätzlich zu den Energiekosteneinsparungen können attraktive Fördermittel für energieeffiziente Gebäude in Anspruch genommen werden.

Zuschüsse und Darlehen

Für den Bau eines Passivhauses oder die Modernisierung mit Passivhauskomponenten gibt es in vielen Fällen öffentliche Zuschüsse. Dies können zinsgünstige Darlehen oder Zuschüsse zu den Investitionskosten sein, die nicht zurückgezahlt werden müssen. Im Allgemeinen muss vor Beginn der Arbeiten ein Förderantrag gestellt werden.

Häufig können auch mehrere Fördermittel miteinander kombiniert werden. Bei manchen Programmen ist eine Kumulierung jedoch ausdrücklich ausgeschlossen. Auch die Fördersätze können sich im Laufe eines Jahres ändern. Die genauen Konditionen sollten daher direkt vor der Antragstellung beim jeweiligen Fördermittelgeber erfragt werden.

Nachfolgend finden Sie beispielhaft einige Fördermöglichkeiten für die Sanierung oder den Neubau von energieeffizienten Wohn- und Nichtwohngebäuden. Alle Angaben sind ohne Gewähr und Anspruch auf Vollständigkeit.

KfW

Je energieeffizienter eine Immobilie ist, desto höher ist der Tilgungszuschuss der KfW. Darüber hinaus vergibt die KfW besonders zinsgünstige Darlehen für entsprechende Programme. Die genauen Konditionen finden Sie auf der Website der KfW.

Förderprogramme für Wohngebäude

  • 153: Energieeffizient Bauen (Neubau oder Ersterwerb eines KfW-Effizienzhauses 55, 40 oder 40 Plus oder eines vergleichbaren Passivhauses*)
  • 151/152: Energieeffizient Sanieren (energetische Sanierung zum KfW-Effizienzhaus 55, 70, 85, 100, 115 oder Denkmal oder energetische Einzelmaßnahmen wie Wärmedämmung oder Erneuerung der Fenster; hier bietet sich der Einsatz von Passivhauskomponenten an)

Auch der Bau oder die Sanierung von Studentenwohnheimen und Pflegeheimen fallen unter diese Förderprogramme.

*Technische Mindestanforderungen für ein Passivhaus im Rahmen der KfW-Förderung:
Für ein Passivhaus ist der Nachweis gemäß den Bilanzierungsvorschriften für KfW-Effizienzhäuser zu führen. D. h. dass der Jahres-Primärenergiebedarf (QP) und der auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche des Gebäudes bezogene Transmissionswärmeverlust (H’T) auf Grundlage der Bilanzierungsvorschriften für das angestrebte KfW-Effizienzhaus-Niveau zu ermitteln sind. Alternativ kann für ein Passivhaus auch das KfW-Effizienzhaus 55 nach Referenzwerten nachgewiesen werden (nur im Neubau).

Förderprogramme für Nichtwohngebäude

Kommunale Programme

  • 217/218: IKK – Energieeffizient Bauen und Sanieren (Antragsteller: kommunale Gebietskörperschaften, deren rechtlich unselbstständige Eigenbetriebe und Gemeindeverbände wie kommunale Zweckverbände)
    - Neubau oder Ersterwerb eines KfW-Effizienzhauses  55 oder 70
    - Energetische Sanierung  zum KfW-Effizienzhaus 70, 100 oder Denkmal
    - Energetische Sanierung – Einzelmaßnahmen (z.B. sommerlicher Wärmeschutz oder Austausch der Beleuchtung)
    - Sonstige Maßnahmen (z.B. Planungskosten oder Aufwendungen für Energiemanagementsysteme)
  • 219/220: IKU – Energieeffizient Bauen und Sanieren (gleiche Fördermaßnahmen wie 217/218, aber: Antragsteller: Unternehmen mit mehrheitlich kommunalem Gesellschafterhintergrund, gemeinnützige Unternehmen und Kirchen und Unternehmen und natürliche Personen im Rahmen von öffentlich-privaten Partnerschaften)

Gewerbliche Programme

  • 276-278: Energieeffizient Bauen und Sanieren (Antragsteller: Unternehmen jeder Größe, Contracting-Geber und freiberuflich Tätige)
    - Neubau eines gewerblich genutzten KfW-Effizienzhauses 55 oder 70
    - Energetische Sanierung zum gewerblich genutzten KfW-Effizienzhaus 70, 100 oder Denkmal
    - Energetische Sanierung – Einzelmaßnahmen (z.B. sommerlicher Wärmeschutz oder Austausch der Beleuchtung
    - Sonstige Maßnahmen (z.B. Planungskosten oder Aufwendungen für Energiemanagementsysteme)

BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle)

Vom BAFA werden folgende Energieberatungen gefördert:

  • Energieberatung Mittelstand
  • Kommunale Energieberatung/Netzwerke
  • Vor-Ort-Beratung
  • Contracting-Beratung

Für die Energieberatung Mittelstand und die Kommunale Energieberatung/Netzwerke, Fördermodul „Sanierungskonzept und Neubauberatung für Nichtwohngebäude“ sind wir bei der BAFA gelistet.

proKlima

Der Klimaschutzfonds unterstützt nur Maßnahmen, die über die gesetzlichen Mindestanforderungen oder die übliche Praxis qualitativ hinausgehen, wie z.B. den Bau von Passivhäusern.

Das proKlima-Fördergebiet umfasst folgende Städte:

  • Landeshauptstadt Hannover
  • Langenhagen
  • Seelze
  • Ronnenberg
  • Hemmingen
  • Laatzen

Welche Maßnahmen wie gefördert werden, erfahren Sie unter www.proklima-hannover.de .

Wir sind bei proKlima als Qualitätssicherungsbüro für Wohn- und Nichtwohngebäude gelistet.

NBank (Niedersachsen-Kredit Energieeffizienz Gebäude)

Die NBank fördert diverse Vorhaben für eine Steigerung der Energieeffizienz und Verbesserung der Umwelt, z.B. in Form von Zuschüssen für Quartierskonzepte im Rahmen der energetischen Stadtsanierung oder die energetische Sanierung oder den Neubau von Nichtwohngebäuden für öffentliche Träger und Kultureinrichtungen.

Ausführliche Infos finden Sie unter www.nbank.de

DBU (Deutsche Bundesstiftung Umwelt)

Unter den vielen Förderthemen der DBU findet sich auch das Thema Klima- und ressourcenschonendes Bauen. Hierunter fallen beispielsweise energie- und ressourcenoptimierte Alt- und Neubauten unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus oder die Entwicklung von Konzepten zu Plusenergie- und CO2-neutralen Gebäuden und Quartieren.

Nähere Informationen zum genannten Förderthema finden Sie hier

 

Wir unterstützen Sie bei der Suche und Auswahl der für Ihre Projekte infrage kommenden Förderprogramme sowie bei der Erstellung und Durchführung von Förderanträgen.

Rechtliches

Um Wirtschaft, Kommunen und Verbraucher dazu zu bringen, mehr Energie einzusparen, hat die Bundesregierung bereits eine Reihe von Gesetzen und Beschlüssen verabschiedet. Wer einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz leistet, erhält zudem Unterstützung in Form von staatlichen Fördermitteln.

Sie finden nachfolgend einen kleinen Überblick über wichtige Gesetze und Verordnungen sowie Links zu weiterführenden Informationen und den Gesetzesentwürfen.

EnEV (Energieeinsparverordnung)

In der Energieeinsparverordnung werden die energetischen Anforderungen an Gebäude festgelegt. Darunter fallen eine kompakte Bauweise, ein guter Wärmeschutz, die Vermeidung von Wärmebrücken, die wind- und luftdichte Ausführung, eine optimierte Haustechnik sowie solare Gewinne. Die derzeitige Fassung ist am 01.05.2014 in Kraft getreten, Anpassungen erfolgten zum 01.01.2016 bei Neubauten, für die der zulässige Jahres-Primärenergiebedarf um 25% gesunken ist.

Die Energieeinsparverordnung

EEWärmeG (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz)

Das am 1. Januar 2009 in Kraft getretene Erneuerbare-Energien-Wärmgegesetz schreibt vor, dass Eigentümer von Gebäuden, die neu gebaut werden, anteilig erneuerbare Energien für ihre Wärme- und Kälteversorgung nutzen müssen. Seit der Novelle gilt dies auch für bestehende öffentliche Gebäude, die umfassend saniert werden. Die letzte Gesetzesänderung erfolgte zum 20. Oktober 2015.

Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz

EnEG (Gesetz zur Einsparung von Energie in Gebäuden – Energieeinsparungsgesetz)

Das Energieeinsparungsgesetz EnEG hat die Reduzierung des Energiebedarfs in Gebäuden zum Ziel. Das am 13. Juli 2013 in Kraft getretene EnEG schreibt unter anderem vor, dass alle Neubauten ab 2021 als Niedrigstenergiegebäude zu errichten sind und bildet die Grundlage für die Energieeinsparverordnung (EnEV). Außerdem werden hierin die Inhalte und Verwendung von Energieausweisen geregelt.

Das Energieeinsparungsgesetz

GEG (Gebäudeenergiegesetz)

Das geplante Gebäudeenergiegesetz soll die EnEV, EEWärmeG und EnEG zusammenführen. Ein Entwurf existiert bereits, das Gesetzgebungsverfahren soll noch in dieser Legislaturperiode durchlaufen werden. Was wann kommt, erfahren Sie hier.

EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz)

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz regelt die Abnahme und Vergütung von Strom, der aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wird. Darunter fallen Wasser-  und Windenergie, solare Strahlungsenergie (Photovoltaik), Geothermie sowie Energie aus Biomasse. Die letzte Novelle des EEG trat zum 01.01.2017 in Kraft.

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz

KWKG (Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz)

Mit dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz werden u.a. die Modernisierung und der Neubau von KWK-Anlagen gefördert. Sofern eine gleichzeitige Umwandlung von eingesetzter Energie in Strom und Wärme in einer Anlage erfolgt, sind die Netzbetreiber verpflichtet, den erzeugten Strom vorrangig abzunehmen und zu vergüten. Die letzte Novellierung erfolgte zum 01.01.2016.

Das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz