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- | ====== Das erste Passivhaus in Darmstadt-Kranichstein ====== | ||
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- | ===== Vom Niedrigenergiehaus zum Passivhaus ===== | ||
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- | **" | ||
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- | **Der theoretische Beweis für die Realisierbarkeit solcher Häuser wurde in der Dissertation " | ||
- | [[Beispiele: | ||
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- | Man erkennt, dass man für günstige Energiebilanzen eine 3-Scheiben-Wärme-\\ | ||
- | schutzverglasung (siehe [[Planung: | ||
- | Kurve). Dr. Ortmanns, damals VEGLA, Aachen, hat uns geholfen, diese Vergla-\\ | ||
- | sung auch tatsächlich für das erste Bauprojekt, das Passivhaus Darmstadt\\ | ||
- | Kranichstein, | ||
- | Verglasungen marktgängig, | ||
- | Wärmeschutzverglasung den größten Anteil am Markt.\\ | ||
- | Siehe auch [[Planung: | ||
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- | **Schnell wurde erkannt, dass die alleinige Beschränkung der Energieoptimierung auf die Heizwärme nicht sinnvoll ist: Vielmehr müssen alle Haushaltsenergieverbräuche gering gehalten werden.** Sonst wäre es beispielsweise möglich, den Heizwärmebedarf dadurch auf " | ||
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- | ===== Vorbereitendes Forschungsprojekt ===== | ||
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- | Zur Vorbereitung des Baus der ersten Passivhäuser in Hessen wurde **eine wissenschaftliche Arbeitsgruppe gebildet, die vom Hessischen Ministerium für Wirtschaft und Technik (HMWT) finanziert wurde**. Der damalige Wirtschaftsminister Alfred Schmidt brachte der Entwicklung großes Interesse entgegen. | ||
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- | Die Arbeitsgruppe begleitete **acht Forschungsprojekte**, | ||
- | * es wurden unterschiedliche architektonische Entwürfe erarbeitet, | ||
- | * die Effizienz von Lüftungs-Wärmerückgewinnungsgeräten verbessert, | ||
- | * eine luftqualitätsgeführte Lüftungsregelung entwickelt, | ||
- | * neue speziell wärmegedämmte Fensterrahmen und gedämmte Fensterläden | ||
- | * Konstruktionsdetails für Bauteilanschlüsse, | ||
- | * Solare Wärmeerzeugungstechniken und ein Wärmerückgewinnungskonzept aus dem Abwasser untersucht.\\ | ||
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- | Erst die Kombination aller Maßnahmen führt dazu, die ehrgeizige Zielsetzung eines nahezu verschwindenden Heizenergiebedarfs zu erreichen - diese Kombination war allerdings vor dem Hintergrund damals noch teuer einzeln gefertigten Komponenten nicht wirtschaftlich. Die Mehrkosten gegenüber einem konventionellen Gebäude wurden vom Hessischen Umweltministerium zu 50% gefördert (Diese Mehrinvestitionen betrugen damls noch 18% der Baukosten). Das Haus wurde zur Überprüfung der Zielerreichung noch während der Bauzeit 1991 mit einer hochpräzisen Messdatenerfassung ausgerüstet.\\ | ||
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- | ===== Das Passivhaus in Kranichstein ===== | ||
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- | Der Schwerpunkt der Maßnahmen liegt beim Passivhaus bei der **Wärmebewahrung: | ||
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- | Darüber hinaus wurden | ||
- | * Sonnenkollektoren für die Warmwasserbereitung | ||
- | * und ein Erdreichwärmetauscher für die Vorerwärmung der Frischluft eingesetzt. | ||
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- | Das Haus hat einen extrem guten Wärmeschutz, | ||
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- | ==== Konstruktionsmerkmale des Passivhauses Darmstadt Kranichstein ==== | ||
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- | ^Bauteil^Beschreibung^Baufoto^U-Wert W/(m²K)^ | ||
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- | Eine Nachmessung der Luftdichtheit im Oktober 2001 ergab einen immer noch unterhalb von **0,3 h< | ||
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- | * Die Warmwasserversorgung erfolgt über Warmwasser-Vakuum-Flachkollektoren | ||
- | * Die Nachheizung erfolgt über eine Erdgas-Brennwerttherme. Etwa 66% beträgt der gemessene solare Deckungsbeitrag der thermischen Flachkollektoren im Passivhaus Darmstadt Kranichstein. | ||
- | * Weil die Bereitstellung von Warmwasser den höchsten Energiebedarf dieses Hauses darstellt, ist ein effizientes Brauchwassersystem hier von großer Bedeutung. Die warmen Verteil- und Zirkulationsleitungen wurden bewusst innerhalb der warmen Hülle verlegt und sehr gut gedämmt.\\ | ||
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- | ==== Die Lüftung ==== | ||
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- | === Die Wärmerückgewinnung === | ||
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- | Ein Passivhaus in Mitteleuropa kann nur **[[planung: | ||
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- | So wurde in Kranichstein eine balancierte Zu/ | ||
- | * Erstmals wurden bei diesem Projekt Gleichstromventilatoren mit elektronischem Kommutator eingesetzt (sog. EC-Motoren). | ||
- | * Im Betrieb wurde nach Optimierung der Srömungsgeometrie ein Wärmebereitstellungsgrad dieses Gerätes von über 80% gemessen. Das ist die Qualität, die heute selbstverständlich von Wohnungslüftungsgeräten mit Passivhaus-Zertifikat erreicht wird - 1991 war eine solche Effizienz sensationell.\\ | ||
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- | Diese kontinuierlich betriebene wohnungsweise Komfortlüftung sorgt für eine gleichbleibend Frischluftzufuhr. | ||
- | * In der Grundstufe werden je Wohnung 100 m³/h Frischluft den Wohn- und Schlafräumen zugeführt. Das entspricht bei einem Vier-Personen-Haushalt einer spezifischen Frischluftmenge von 25 m³/Pers/h. Der Betrieb der Anlage erfolgte (nach Experimenten mit komplizierten Regelungen, die sich nicht bewährt haben) dauerhaft mit dieser Luftmenge, unabhängig von der tatsächlichen momentanen Belegung. Die Nutzer können allerdings eingreifen, in dem sie eine andere Stufe wählen. | ||
- | * In der starken Stufe sind es 160 bis 185 m³/h. | ||
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- | Abluft wird in entsprechender Menge aus den Feuchträumen (Küche, WC und Bädern) abgesaugt. Derart hocheffiziente Lüftungssysteme waren vor dem Passivhaus nicht verfügbar gewesen; erst ab 1997 war die Entwicklung durch den Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser so weit vorangebracht, | ||
- | * Wärmebereitstellungsgrade über 84%, | ||
- | * Stromverbrauch unter 0,35 Wh/m³ geförderter Luft - vgl. die zertifizierten Geräte unter [[http:// | ||
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- | Die Ventilatoren haben im Passivhaus übrigens zwischen 13 und 15 Jahren reibungslosen Dienst geleistet, bis sie im Zuge einer Routineinstandsetzung durch ein neueres Fabrikat des gleichen Herstellers ersetzt wurden.\\ | ||
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- | === Die Luftdichtheit und die Luftqualität === | ||
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- | Das Passivhaus in Kranichstein wurde im Oktober 1991 fertiggestellt und ist seither von vier Familien bewohnt. Bei den im Innenraum verwendeten Baustoffen wurde auf möglichst geringe Belastung der Innenluft geachtet. Die Dämmstoffe sind - wie es bei einer bauphysikalisch guten Ausführung sein muss - vom Innenraum durch durchgehenden Innenputz bzw. lückenlose Dampfbremsen luftdicht abgeschlossen. Die gute Luftqualität wurde in einer eigenen Untersuchung bestätigt, die Nutzerakzeptanz in einer sozialwissenschaftlichen Studie objektiviert [[Beispiele: | ||
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- | Dank besonders gut dämmender und luftdicht schließender Schiebeläden als temporären Wärmeschutz war es sogar möglich, eine der Wohneinheiten von 1994 bis 1996 ohne jede Heizung als " | ||
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- | ==== Effiziente Stromnutzung im Passivhaus Darmstadt ==== | ||
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- | Die Messungen im Passivhaus in Darmstadt Kranichstein haben es bestätigt: Mit heute verfügbarer Technik lässt sich der Stromverbrauch für Haushaltsanwendungen auf ein Drittel des Wertes vergleichbarer Haushalte senken, der zusätzliche Gasverbrauch für Wärmeanwendungen beträgt dabei weniger als 15% [[Beispiele: | ||
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- | ==== Energiebilanzen - Simulation ==== | ||
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- | Beim ersten Passivhaus in Darmstadt Kranichstein wagten wir es noch nicht, auf Heizkörper zu verzichten. Dieses und nachfolgende Projekte haben jedoch bewiesen, dass die **maximal auftretenden Heizlasten im Passivhaus auch im Winter unter 10 W/m² Wohnfläche** liegen, so dass die noch erforderliche Restheizung bequem über das Zuluftsystem erfolgen kann und ein separates Wärmeverteilungssystem nicht mehr erforderlich ist. | ||
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- | Diese Ergebnisse stimmen mit der Simulation überein, jedoch nicht mit den gängigen Norm-Rechenverfahren. Dies war ein Anlass, die Heizlastberechnung in einem Forschungsprojekt neu und systematisch zu überarbeiten [[Beispiele: | ||
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- | |//**__Abb. 2:__ So würde ein Reihenendhaus heute nach\\ gültiger nationaler Verordnung in Deutschland (EnEV)\\ gebaut werden. Die Bilanz wurde allerdings mit dem\\ PHPP berechnet. Es würden 58 kWh/(m²a) an Heiz-\\ wärme verbraucht.**// | ||
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- | ==== Messergebnisse zum Energieverbrauch ==== | ||
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- | Besonders wertvoll für die Wissenschaft war die Möglichkeit, | ||
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- | Ergänzung (2010): Nach wie vor wird das erste Passivhaus in Darmstadt Kranichstein von den ursprünglichen vier Familien bewohnt - und die gemessenen Heizwärme-Verbrauchswerte liegen um 10 kWh/(m²a) (beheizte Wohnfläche oder TFA). Es gab bisher keine größeren Instandhaltungsmaßnahmen - alle Haustechniksysteme laufen in ihrer ursprünglichen Konfiguration, | ||
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- | |//**__Abb. 4:__ Messergebnisse zum Energieverbrauch im Passivhaus Darmstadt\\ Kranichstein; | ||
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- | ==== "This is not just a scientific experiment" | ||
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- | Im Jahr 1995 hatten wir im Passivhaus Darmstadt Kranichstein Besuch des amerikanischen Energieeffizienz-Pioniers Amory Lovins [[Beispiele: | ||
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- | Die sehr guten Ergebnisse waren nun die Grundlage für den **" | ||
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- | |//**__Abb. 5:__ Messergebnisse zur aufgetretenen Heizleistung im Passivhaus Darmstadt\\ Kranichstein; | ||
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- | ===== Die Weiterentwicklung: | ||
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- | Nach Fertigstellung und Bezug der ersten vier Reihenhäuser stand durch Prüfmessungen (Drucktest, Volumenstromabgleich) und durch die kontinuierliche Messung (Energieverbräuche, | ||
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- | * im ersten Betriebsjahr 1991/92, **19,8 kWh/ | ||
- | * im zweiten Betriebsjahr 1992/93, **11,8 kWh/ | ||
- | * im Durchschnitt aller folgenden Jahre weniger als **10 kWh/ | ||
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- | Diese gemessenen Verbrauchswerte waren so unglaublich gering, dass sie noch jahrelang in der Fachwelt falsch zitiert wurden: So wurden die ebenfalls gemessenen 32 kWh/(m²a) für den Gesamtenergieverbrauch inkl. Haushaltsstrom fälschlich als der Heizwärmeverbrauch der Passivhäuser interpretiert, | ||
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- | |//**Erdgas für Heizung - Gemessene Werte 1991 - 2006**//|\\ | ||
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- | Selbst der eiskalte Winter 1996/97, in dem über Wochen die Normauslegungsaußentemperaturen deutlich unterschritten waren und in vielen konventionell beheizten Häusern Komfortprobleme auftraten, wurde vom Passivhaus problemlos gemeistert. Nicht nur der Heizenergieverbrauch blieb unter 11 kWh/(m²a), praktisch so gering wie zuvor, sondern es war auch in allen Wohnungen gleichmäßig komfortabel warm [[Beispiele: | ||
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- | Das erste Passivhaus in Darmstadt Kranichstein hatte die in diesen Prototypen gesteckten Erwartungen vollständig erfüllt. Nun ging es vor allem um die Frage, ob die beim ersten Projekt noch entstandenen baulichen Mehrinvestitionen (in Höhe von damals ca. 18%, vor allem durch die Einzelfertigung von Komponenten) gesenkt werden könnten. Dies führte konsequent in **die nächste Phase der Entwicklung: | ||
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- | ===== Kostenentwicklung und Marktdurchdringung ===== | ||
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- | Seit dem ersten Passivhaus-Prototypen in Kranichstein sind **die baulichen Mehrkosten für Passivhäuser um etwa einen Faktor 7 gefallen**: von über 50 000 Euro auf heute (2006) gerade noch ca. 6 bis 15 000 Euro je Wohneinheit - bei einem großen Geschosswohnungsbau weniger, bei einem freistehenden Einfamilienhaus an der obern Grenze der Spanne. Das bedeutet: Passivhäuser sind heute bereits für jedermann erschwinglich. Dank der enormen **Energieeinsparung** " | ||
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- | Auch ohne diese Förderung ist es in den letzten Jahren steil bergauf gegangen mit dem Zubau von Passivhäusern. Ende 1999 waren etwa 300 Wohnungen allein in Deutschland bezogen, Ende 2000 waren es schon etwa 1000 und 2006 zwischen 6000 und 7000 (2016: mehr als 30000). Auch bei den Passivhäusern der 2. Generation werden die extrem niedrigen projektierten Energieverbrauchswerte wieder erreicht [[Beispiele: | ||
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- | Aber der Fortschritt liegt nicht nur in der Quantität. Dadurch, dass **immer mehr für das Passivhaus geeignete Produkte am Markt verfügbar** werden, steigt die Qualität bei gleichzeitig sinkenden Preisen. Die **Vielfalt der realisierten Gebäude** nimmt zu: Es wird deutlich, dass es sich beim Passivhaus um einen Standard und nicht um eine spezielle Bauweise handelt. Passivhäuser sind | ||
- | * als freistehende Einfamilienhäuser, | ||
- | * als Reihenhäuser | ||
- | * und im Geschosswohnungsbau errichtet worden. | ||
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- | Aber auch bei den Nichtwohngebäuden gibt es Erfahrungen: | ||
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- | ===== Passivhäuser: | ||
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- | Entscheidend ist, dass sich die Bewohner der Passivhäuser in ihren Gebäuden wohlfühlen: | ||
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- | Die Rückmeldungen aus den bezogenen Häusern sind ausgesprochen positiv: // | ||
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- | |//**Die Sonne heizt beachtlich mit (Innenthermographie bei Sonneneinfall).\\ BEHAGLICHKEIT wird im Passivhaus groß geschrieben. (Aufnahme: Feist)**// | ||
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- | **Höhere Effizienz führt im Fall des Passivhauses sogar zu höherem Komfort.** " | ||
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- | ===== Fazit ===== | ||
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- | Wir freuen uns, dass viele Architekten, | ||
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- | Projektierungspaket" | ||
- | Darmstadt Kranichstein. Zum PHPP vergleiche: [[Planung: | ||
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- | Am Erfolg des Passivhauses Darmstadt Kranichstein waren Wissenschaftler, | ||
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- | ===== Literatur ===== | ||
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- | **[AkkP 5]** Energiebilanz und Temperaturverhalten; | ||
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- | **[AkkP 13]** Energiebilanzen mit dem Passivhaus-Projektierungspaket; | ||
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- | **[Bisanz 1999]** Bisanz, C.: Heizlastauslegung im Niedrigenergie- und Passivhaus; Passivhaus Institut; Fachinformation PHI-1999/2; Eigenverlag; | ||
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- | **[Ebel/ | ||
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- | **[Feist 1988]** Forschungsprojekt Passive Häuser; Projektziele - mit einem Kommentar des Autors zur 2. Auflage 1995, Institut Wohnen und Umwelt, Darmstadt, 1. Aufl. 1988, 2. Aufl. 1995 | ||
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- | **[Feist 1993]** Passivhäuser in Mitteleuropa; | ||
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- | **[Feist/ | ||
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- | **[Feist 1995]** Wolfgang Feist (Hrsg.): " | ||
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- | **[Feist 1997a]** Wolfgang Feist, Tobias Loga: " | ||
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- | **[Feist 1997b]** Wolfgang Feist: "Der Härtetest: Passivhäuser im strengen Winter 1996/ | ||
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- | **[Feist 1997c]** Wolfgang Feist: " | ||
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- | **[Feist 2000]** Wolfgang Feist: " | ||
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- | **[Lovins 1977]** Amory Lovins, "Soft Energy Paths: Toward a Durable Peace"; | ||
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- | **[Lovins, Weizsäcker 1995]** Amory Lovins, E.-U. von Weizsäcker, | ||
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- | **[PHTag 1996]** Tagungsband der 1. Passivhaustagung, | ||
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- | **[Peper 2005]** Peper, Sören; Kah, Oliver; Feist, Wolfgang: Zur Dauerhaftigkeit von Luftdichtheitskonzepten bei Passivhäusern - Feldmessungen. Forschungsvorhaben im Rahmen der nationalen Beteiligung an der Arbeitsgruppe 28 ' | ||
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- | **[PHPP 2004]** Feist, W.; Pfluger, R.; Kaufmann, B.; Schnieders, J.; Kah, O.: Passivhaus-Projektierungspaket 2004, Passivhaus Institut Darmstadt, 2004 (Link zur Beschreibung: | ||
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- | **[Rohrmann 1994]** Bernd Rohrmann: " | ||
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- | **[Zimmermann 2005]** Mark Zimmermann: " | ||
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- | ====== Siehe auch ====== | ||
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- | [[beispiele: | ||
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- | [[beispiele: |
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