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====== Graue Energie und Passivhaus-Standard ======

===== Der kumulierte Primärenergieaufwand KEA =====

Ein vollständiger Vergleich muss über den gesamten Lebenszyklus erfolgen. In der zitierten Publikation wurde **der kumulierte Primärenergieaufwand (KEA) über eine Nutzungsdauer von 80 Jahren für verschiedene Gebäudestandards** verglichen (**Abb.1**).
  * Für schlecht gedämmte Gebäude (deutsche Wärmeschutzverordnung 1984) beträgt der Herstellungsenergieaufwand (HEA) im Vergleich zum Verbrauch an Erdgas und Primärenergie für den Haushaltsstrom nur ca. 5%.
  * Bereits beim Niedrigenergiehaus liegen die Bedeutung von Strom- und Erdgasverbrauch in der Nutzungszeit mit je 45% etwa gleich auf. Fortschritte können nun vor allem durch effiziente Nutzung von Strom erzielt werden.
  * Beim Standard des Passivhauses wird durch sehr guten Wärmeschutz der Heizenergieverbrauch so gering, dass auf ein separates Heizsystem verzichtet werden kann. Der Herstellungsenergieaufwand von neuen Passivhäusern kann dabei sogar geringer sein als der von gewöhnlichen Neubauten. 
  * Bedingt durch den hohen Herstellungs- und Erneuerungs-Primärenergieaufwand (E-HEA) für aufwendige technische Systeme ist der kumulierte Energieaufwand für Energieautarke Häuser allerdings wieder höher als für ein Passivhaus [[Grundlagen:Energiewirtschaft und Ökologie:Graue Energie und Passivhaus-Standard#Literatur|[Röhm 1993] ]].\\
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|{{ :picopen:kumulierter_primaerenergie_aufwand_passivhaus_k.png?400 }}|
|**//__Abb. 1__: kumulierter Primärenergieaufwand im Vergleich\\
(Basis: [[Beispiele:Wohngebäude:einfamilienhäuser:Das erste Passivhaus in Darmstadt-Kranichstein|Passivhaus Darmstadt Kranichstein]]) [[Grundlagen:Energiewirtschaft und Ökologie:Graue Energie und Passivhaus-Standard#Literatur|[Feist 1997] ]];\\
Materialdaten nach [Kohler 1995] und [[Grundlagen:Energiewirtschaft und Ökologie:Graue Energie und Passivhaus-Standard#Literatur|[SIA 0123] ]].\\
Die Basisdaten für den Verbrauch an Strom und Gas sind beim Passivhaus\\
Messwerte (vgl. [[Grundlagen:Energiewirtschaft und Ökologie:Primärenergie - der Maßstab für den Umweltschutz]])\\
KEA = Kumulierter-Energie-Aufwand;\\
E-HEA = Erneuerungs-Herstellungs-Energie-Aufwand;\\
HEA = Herstellungs-Energie-Aufwand//**|\\
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===== Zeitverlauf =====

In **Abb.2** ist **der Zeitverlauf des kumulierten Primärenergieaufwandes (KEA) für 3 Varianten über einen Nutzungszeitraum von 80a** dargestellt.
  * Die „Startpunkte“ der Varianten zur WSchVO (HEA 1171 kWh/m²), Niedrigenergiehaus (1220 kWh/m²) und zum realisierten Passivhaus (1391 kWh/m²) liegen sehr eng zusammen.
  * Bereits nach 2 Jahren liegt der kumulierte Energieaufwand des Referenzhauses über dem Niedrigenergiehaus und jenes über dem Passivhaus.
  * Anschließend entwickeln sich die Primärenergieeinsätze im wesentlichen proportional zum unterschiedlichen Verbrauch in der Nutzungsphase auseinander; erkennbar sind aber auch die Erneuerungsaufwendungen für Sonnenkollektoren und Lüftungssysteme im Passivhaus (Sprünge alle 20 a bzw. alle 30a).
  * Deutlich ist erkennbar, das der ökologische Gewinn beim Übergang vom Niedrigenergiehaus zum Passivhaus viel größer ist als beim Übergang vom Haus nach Wärmeschutzverordnung zum Niedrigenergiehaus.\\
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|{{ :picopen:zeitverlauf_kumulierter_primaerenergie_aufwand_passivhaus_k.png?400 }}|
|//**__Abb. 2__: Zeitentwicklung des kumulierten Primärenergieaufwandes\\
über die Nutzungszeit von 80 a beim Referenzhaus nach WschVO ´84,\\
Niedrigenergiehaus und Passivhaus [[Grundlagen:Energiewirtschaft und Ökologie:Graue Energie und Passivhaus-Standard#Literatur|[Feist 1997] ]]**//|\\
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===== Graue Energie... Wie sinnvoll ist die Superdämmung? =====

Wie sich der Herstellungsenergieaufwand ändert, wenn ausschließlich die Dämmdicke variiert wird (übrige Daten: wie Passivhaus), zeigt\\ **Abb. 3**.
  * Interessanterweise sinkt der HEA zunächst bis Dämmdicken um 5 cm, obwohl der Dämmstoff Herstellungsenergie erfordert: Die Ursache liegt in der Verkleinerung der Heizflächen (Stahl) durch verringerte maximale Heizlast.
  * Bei einer Dämmdicke von ca. 23 cm wird bei diesem Haus schließlich der Passivhausstandard ereicht: Nun können das Wärmeverteilsystem und die restlichen Heizkörper entfallen, wodurch sich der Sprung in der Kurve ergibt.

Bitte beachten: Bei diesem Diagramm ist der Nullpunkt unterdrückt! Die ausgewiesenen 44 kWh/m² sind gerade 3,5% der gesamten Herstellungs-Primärenergie.\\
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|{{ :picopen:hea_daemmdicke.png?400 }}|//
Zum Vergleich: Eine Dämmung mit der Dicke\\
zum Passivhausniveau (rechts) spart gegenüber\\
dem Ausgangswert (6 cm, links) je Jahr\\
59 kWh/(m²a) an Heizwärme ein.\\ \\ 
=> Der Energieverbrauch für die "Mehrdämmung"\\
wird bereits in weniger als einem Jahr Heizbetrieb\\
wieder eingespart.//|
|//**__Abb. 3__: Herstellungs(primär)energieaufwand abhängig von der Dämmdicke bei einem Passivhaus**// ||


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Die Betrachtung des HEA allein ist jedoch irreführend: In **Abb.4** ist **der kumulierte-Energie-Aufwand über 80a KEA(80) in Abhängigkeit von der Dämmstoffdicke für das Passivhaus** abgetragen. Hier wird deutlich, dass über den gesamten Bereich die Primärenergieauf-\\ wendungen während der Nutzungsphase dominieren und dass diese durch dickere Dämmung beträchtlich absinken (erst bei Dicken über 105 cm (!) würde der Herstellungsaufwand des letzten cm die von ihm erzielte Einsparung übersteigen).\\
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|{{ :picopen:primaerenergie_daemmdicke_passivhaus.png?400 }}|
|//**__Abb. 4__ Kumulierter-Energie-Aufwand (80a) für ein Passivhaus,\\
abhängig von der Dämmdicke**//|\\
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===== Fazit =====

Das Passivhaus ist ein erprobter und heute baupraktisch leicht umsetzbarer Baustandard. Es führt zu **beträchtlichen Betriebskosten**-\\ **einsparungen und zu gesicherten Energieeinsparungen in der Nutzungsphase**. Der erforderliche Herstellungs-Energie-Mehraufwand, obwohl vorhanden, ist im Vergleich zu den im Lebenszyklus erzielten Einsparungen gering; dies wurde in einer unabhängigen Kontrollrechnung von anderen Autoren bestätigt [[Grundlagen:Energiewirtschaft und Ökologie:Graue Energie und Passivhaus-Standard#Literatur|[Mossmann, Kohler 2005] ]].\\
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Sowohl der Primärenergieaufwand für den Stromeinsatz während der Nutzungsphase als auch die Graue Energie in den Baumaterialen gewinnen aber bei energieeffizientem Bauen an Bedeutung. Hier können sowohl **durch weitere Effizienzsteigerungen bei der Baustoffherstellung als auch durch effizienten Materialeinsatz weitere Fortschritte** erzielt werden; diese dürfen aber nicht auf Kosten wieder steigender Betriebsenergie gehen, denn letztere überwiegt immer noch.

Die planerische Optmierung von Passivhäusern erfolgt zweckmäßigerweise mit dem **Passivhaus Projektierungs Paket (PHPP)**, das ein umfassendes Tool zur Bestimmung von Gebäude-Energiebilanzen ist.\\
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===== Hinweise =====

  - Diese Internet-Kurzfassung ist aus der Schrift **"Lebenszyklusbilanzen im Vergleich: Niedrigenergiehaus, Passivhaus, Energieautarkes Haus"** zusammengefasst worden. Die Langfassung ist im **Protokollband 8 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser** enthalten. Eine englische Übersetzung kann hier als pdf heruntergeladen werden: {{:picopen:primary_energy_input_comm2007.pdf|Life Cycle Passive House}}
  - **Die Daten** haben sich gegenüber der Erstellung der ursprünglichen Studie **nicht nennenswert geändert**, die Messdaten aus dem herangezogenen Passivhaus ohnehin nicht, aber auch die spezifischen Primärenergie-Input-Werte für Baumaterialien sind nach neuesten, heute leicht zugänglichen Datenbanken, nicht deutlich verändert. Das könnte sich künftig wenden, zumal Energie jetzt sehr viel teurer ist als vor 10 Jahren und sich effizientere Produktionsverfahren nun rentieren. Dies zu untersuchen war aber nicht Gegenstand des Beitrages.
  - Wenn in der Literatur z.T. Aussagen zu finden sind, die den Ergebnissen dieser Arbeit zu widersprechen scheinen, sollte für einen korrekten Vergleich auf folgende Punkte geachtet werden:\\

> Wurde die Nutzungsphase (sie ist dominant) überhaupt berücksichtigt?\\ Welcher Ansatz für den Lebenszyklus wurde gewählt?\\ Wurde der Erneuerungsenergieaufwand einbezogen?\\ Mit welchen Annahmen für die Rohdichte der Dämmmaterialien und mit welchem Dämmstoff wurde gerechnet?\\
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====== Siehe auch ======

Übersicht der Passipedia-Artikel zur [[grundlagen:nachhaltige_energieversorgung_mit_passivhaeusern|Nachhaltigen Energieversorgung mit Passivhäusern]]

Übersicht der Passipedia-Artikel zur [[Grundlagen:Energiewirtschaft und Ökologie]] \\

[[grundlagen:allgemeines_zur_nachhaltigkeit|]]

[[Grundlagen:Energieeffizienz als wichtigste künftige Energiequelle]] \\

[[Grundlagen:Effizienz und Wirkungsgrad sind nicht identisch]]\\

[[planung:energieeffizienz_ist_berechenbar|]]

[[grundlagen:energieeffizienz_als_wichtigste_kuenftige_energiequelle:Warum die Effizienz so stark verbessern?]]\\

Nachhaltige Energieversorgung mit Passivhäusern - [[grundlagen:nachhaltige_energieversorgung_mit_passivhaeusern:zusammenfassung]] \\
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===== Literatur =====

**[Feist 1997]** Feist, Wolfgang: Lebenszyklusbilanzen im Vergleich: Niedrigenergiehaus, Passivhaus, Energieautarkes Haus, In: Arbeitskreis Kostengünstige Passivhäuser, Protokollband Nr. 8: “Materialwahl, Ökologie und Raumlufthygiene“, Hrg.: Wolfgang Feist, Passivhaus Institut, Darmstadt, 1997, S. V/1 – V/11.

**[Kohler 1995]** Kohler, N.: Baustoffdaten, Ökoinventare; ifib Karlsruhe; HAB Weimer; ESU-ETH Zürich; 1995

**[Mossmann, Kohler 2005]** Mossmann, Cornelia; Kohler, Nikolaus; Jumel, Stéphanie: Lebenszyklusanalyse von Passivhäusern; Im Tagungsband der 9. Passivhaustagung, Ludwigshafen-Darmstadt 2005, S. 333-338

**[PHPP 2007]** Feist, W.; Kah, O.; Kaufmann, B.; Pfluger, R.; Schnieders, J.: Passivhaus Projektierungs Paket 2007, Passivhaus Institut Darmstadt, 2007.

**[Röhm 1993]** Röhm, T.: Der Energieaufwand zur Herstellung des Energieautarken Solarhauses Freiburg; Diplomarbeit, Universität Karlsruhe, 1993

**[SIA 0123]** SIA: Hochbaukonstruktionen nach ökologischen Gesichtspunkten; SIA-Dokumentation 0123; Zürich 1995