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Passivhaus

Definition: ein Haus, welches im Regelfall ohne Zufuhr von Heizwärme warm gehalten werden kann

Englisch: passive house

Kategorien: Energieeffizienz, Grundbegriffe, Haustechnik, Wärme und Kälte

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 11.07.2010; letzte Änderung: 21.10.2018

Die meisten Gebäude können bei niedrigen Außentemperaturen (z. B. unter 0 °C) nur durch Zufuhr erheblicher Mengen von Heizwärme über eine Heizungsanlage ausreichend warm gehalten werden. Ein Passivhaus dagegen benötigt auch im kalten Winter an vielen Tagen keinerlei Heizwärmezufuhr, und ebenfalls keine aufwendige Klimatisierung (via Klimaanlage) im Sommer. Es genügt deswegen eine geringe Zufuhr von Heizwärme an ungünstigen Tagen z. B. über vorgewärmte Frischluft, während eine konventionelle Zentralheizung nicht notwendig ist. Dies wird mit einer Kombination von Maßnahmen erreicht:

Mit den genannten Maßnahmen gehen die Wärmeverluste des Hauses durchaus nicht auf Null zurück. Jedoch sind sie dann meist etwas geringer als die inneren und solaren Wärmegewinne:

Passivhaus
Abbildung 1: Ein Passivhaus mit moderner Glas-Fassade in Domat/Ems, Schweiz. Foto: Solar Agentur Schweiz.

Schon bei einem Niedrigenergiehaus, welches den Passivhausstandard nicht erreicht, kann die Sonneneinstrahlung zur Mittagszeit ohne Weiteres deutlich mehr Wärme in das Haus bringen, als es selbst an sehr kalten Tagen mit Außentemperaturen von z. B. −15 °C verliert, so dass jegliche künstliche Beheizung unnötig wird. Bei einem Passivhaus aber genügend die in der Bausubstanz gespeicherten Wärmeüberschüsse, um damit auch die Nacht und gelegentliche trübe Tage (mit zu wenig Sonneneinstrahlung) überbrücken zu können.

Der verbleibende kleine Energiebedarf eines Passivhauses wird häufig zu einem guten Teil mit erneuerbarer Energie gedeckt, z. B. mit einer thermischen oder elektrischen Solaranlage. Häufig wird auch eine Wärmepumpe verwendet, die nicht eine konventionelle Zentralheizungsanlage speist, sondern die geringen Heizwärmemengen an die Zuluft aus einer Lüftungsanlage abgibt. Das Passivhaus dient sehr dem Klimaschutz, da es zumindest im Betrieb kaum mehr klimaschädliche CO2-Emissionen verursacht. Das Problem der grauen Energie wird weiter unten diskutiert.

Notheizung

Für den Fall, dass im Winter eine Serie von sehr kalten und gleichzeitig trüben Tagen auftritt, in denen nicht genügend solare Wärmegewinne erhalten werden, wird ein Passivhaus häufig mit einer Art Notheizung ausgestattet. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten:

  • Eine Pelletheizung in Form von ein oder zwei Pellet-Einzelöfen (anstelle einer Zentralheizung) genügt in der Regel vollkommen, um den gelegentlich auftretenden geringen Heizwärmebedarf zu decken.
  • Stattdessen können auch ggf. bewegliche katalytische Gasöfen mit Flüssiggas verwendet werden. Hiermit wird zwar ein fossiler Energieträger benutzt, aber in sehr geringen Mengen von z. B. 100 kg für einen ganzen Winter im Einfamilienhaus.
  • Die Lüftungsanlage kann mit einer Warmluftheizung z. B. über eine Elektrowärmepumpe versehen werden. Ein solches System kann zwar nur recht geringe Heizleistungen in das Haus einbringen – möglichst nicht über 10 W pro Quadratmeter beheizter Fläche. Dies genügt jedoch für ein Passivhaus. Das Passivhaus Institut definiert übrigens das Passivhaus sinngemäß darüber, dass die begrenzte Heizleistung, die allein über die Frischluft in das Haus eingebracht werden kann, für das Warmhalten des Hauses genügt. Die Auslegung sollte übrigens so gewählt werden, dass hierfür keine Erhöhung der Frischluftmenge über das hygienisch nötige Maß notwendig wird. Sonst nehmen nämlich die Lüftungsverluste zu, und es kann an kalten Wintertagen zu einer zu starken Austrocknung kommen.

Die Notheizung wird manchmal auch mit der Warmwasserbereitung kombiniert. Beispielsweise kann Warmwasser mit Sonnenkollektoren erzeugt werden, die einen etwas größeren Pufferspeicher aufheizen, aus dem dann bei Bedarf auch etwas Heizwärme (z. B. für die Warmluftheizung) entnommen werden kann. Häufig werden auch Kompaktgeräte verwendet, die die Funktionen der kontrollierten Wohnraumlüftung, der Warmwasserbereitung und Luft-Zusatzheizung vereinen.

Angesichts des sehr geringen Heizleistungsbedarfs von der Größenordnung von 10 W pro Quadratmeter Wohnfläche lohnt sich die Investition in ein kompliziertes Heizungssystem kaum. Im Gegenteil spart man dort Geld, welches stattdessen in die Wärmedämmung investiert wird.

Bei einem Haus mit Passivhaus-Qualität ist sogar eine weitgehende Deckung des Wärmebedarfs mit einer Solarheizung (mit saisonalem Speicher) möglich, da der geringe Wärmebedarf die nötige Speichergröße relativ gering hält. Allerdings wäre diese Lösung streng genommen nicht mehr als Passivhaus zu bezeichnen, da ja doch wieder eine richtige Heizungsanlage (und nicht nur eine Notheizung) eingebaut wird. Teilweise wird das Attribut “Passivhaus” jedoch auch in solchen Fällen vergeben, wo zwar ein richtiges Heizungssystem (z. B. auch mit Fußbodenheizung) verwendet wird, aber darüber nur geringe Wärmemengen zugeführt werden.

Wohnkomfort im Passivhaus

Der Wohnkomfort in einem gut gebauten Passivhaus ist überdurchschnittlich hoch:

  • Durch die gute Wärmedämmung entsteht auch an kalten Tagen eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung ohne kalte Bereiche, in denen man frösteln würde. Da auch die Außenwände fast die gleiche Temperatur haben wie die Zimmerluft, enthält der Raum mehr Strahlungswärme als bei einem konventionellen Gebäude, was der Behaglichkeit zugute kommt.
  • Die Lüftungsanlage sorgt jederzeit für frische Luft; man wacht im Schlafzimmer morgens nicht in verbrauchter Luft auf, die man erst einmal durch Fensterlüftung auswechseln muss. Da die Lüftung das Öffnen von Fenstern unnötig (wenn auch keinesfalls unmöglich) macht, können Geräusche von außen kaum in die Wohnung eindringen. (Beispielsweise hat man, wenn der Nachbar den Rasen mäht, nicht die Wahl zwischen Lärm und stickiger Zimmerluft, und man wird nachts nicht durch Verkehrslärm geweckt und von Insekten belästigt.)
  • Vorausgesetzt, dass der Sonnenschutz ausreichend ist, bleibt das Passivhaus im Sommer angenehm kühl. Unerwünschte Wärme kann wegen der guten Wärmedämmung kaum durch die Gebäudehülle eindringen, und die Lüftungsanlage kann durch einen Bypass (der die Wärmerückgewinnung außer Kraft setzt) nachts Wärme aus dem Haus befördern.

Die gute Belüftung kann unter Umständen zu einer im Winter zu niedrigen Luftfeuchtigkeit im Haus führen. Unter anderem deswegen soll die Luftwechselrate nicht unnötig hoch gewählt werden. (Im Falle der Warmluftheizung soll darauf geachtet werden, dass eine ausreichende Wärmezufuhr keine erhöhte Luftwechselrate nötig macht.) Ebenfalls kann eine Lüftungsanlage mit Feuchterückgewinnung dieses Problem ggf. lösen.

Passivhausstandards

Es gibt leider keinen allgemein verbindlichen Standard für Passivhäuser, sondern verschiedene Standards, die allerdings in etwa äquivalent sind:

  • In Deutschland gilt als Passivhaus ein Gebäude mit einem Heizwärmebedarf von maximal 15 kWh (entsprechend dem Heizwert von lediglich 1,5 l Heizöl) pro Quadratmeter beheizter Wohnfläche und Jahr und einem Primärenergiebedarf (einschließlich des Haushaltsstromverbrauchs) von unter 120 kWh pro m2 und Jahr. Detailliertere Kriterien hat z. B. das Passivhaus Institut in Darmstadt erstellt.
  • In der Schweiz gibt es den Standard Minergie-P, welcher etwa dem Passivhausstandard entspricht. Gebäude können im Rahmen der Bauplanung und mit späterer Überprüfung als Minergie-P-Gebäude zertifiziert werden.
  • In Österreich gibt es den Energiestandard A++, der auf Energieausweisen angegeben wird.

Vielfach beachtet werden die Bewertungen, die das Passivhaus Institut (PHI) in Darmstadt seit der Anfangszeit dieser Technologie entwickelt hat und weiter entwickelt. Gemäß dessen aktuellen Standards unterscheidet man heute drei verschiedene Qualitätsstufen von Passivhäusern, die anhand ihres erneuerbaren Primärenergiebedarfs (PER) und ihrer erneuerbaren primär Stromerzeugung unterschieden werden:

  • Die einfachste Variante ist das Passivhaus Classic. Es darf einen erneuerbaren primär Energiebedarf von maximal 60 kWh / m2 a aufweisen, oder auch etwas mehr, wenn in ihm auch erneuerbare elektrische Energie erzeugt wird.
  • Beim Passivhaus Plus sind ohne eigene Stromerzeugung maximal 30 kWh / m2 a erlaubt, oder bei ausreichender eigener Stromerzeugung maximal 60 kWh / m2 a.
  • Nochmals erheblich strenger sind die Anforderungen für das Passivhaus Premium.

Das erarbeitete Regelwerk, welches hier nicht im einzelnen beschrieben werden kann, berücksichtigt in differenzierter Weise diverse Faktoren, die für die Zukunftsfähigkeit solcher Häuser wichtig sind.

Kosten

Betriebskosten

Die Energiekosten und somit auch die Betriebskosten eines Passivhauses sind sehr niedrig. Dominierend ist häufig der Aufwand für die Warmwasserbereitung, da dieser Wärmebedarf ja nicht geringer ist als bei konventionellen Häusern, während nur selten Heizwärme von der Notheizung benötigt wird. Ein gewisser Bedarf an elektrischer Energie wird verursacht von der Lüftungsanlage sowie von diverse Geräten im Haus und von der Beleuchtung. Hierfür werden besonders effiziente Geräte ausgewählt.

Da meist nur ein geringer Teil des ohnehin geringen Energieaufwands auf fossile Energieträger enthält, ist die finanzielle Verwundbarkeit der Bewohner eines Passivhauses im Falle von Energiepreissteigerungen sehr gering.

Baukosten

Die Baukosten für ein Passivhaus, verglichen mit einem konventionellen Haus oder einem Niedrigenergiehaus, liegen meist um rund 5 bis 15 % höher als bei einem Neubau, der gerade noch die heutigen Neubau-Energievorschriften einhält. Ein wesentlicher Mehraufwand entsteht hauptsächlich bei der Wärmedämmung (inklusive Passivhausfenster) und (meist weniger) von der Lüftungsanlage. Andererseits sind die Kosten für die Heizungsanlage oft relativ gering – sehr viel geringer als z. B. für eine konventionelle Zentralheizung mit Wärmepumpe oder Holzpellets. (Man beachte, dass insbesondere das Wärmeverteilsystem der Zentralheizung bei konventionellen Häusern recht teuer ist.) Auch ein Schornstein entfällt meistens, ebenfalls ein Lagerraum für den Brennstoff. Deswegen fällt der gesamte Mehraufwand für den Bau eines Passivhauses relativ bescheiden aus, insbesondere bei Mehrfamilienhäusern.

Vielfach gibt es auch staatliche Förderzuschüsse für Passivhäuser. In Deutschland erfolgt die Förderung in der Regel über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW).

Instandhaltungskosten

Wie die Bezeichnung Passivhaus schon sagt, erfolgt das Warmhalten des Hauses weitgehend mit passiven Komponenten wie Wärmedämmung, anstatt dass aufwendige aktive Komponenten wie z. B. ein Blockheizkraftwerk eingesetzt werden. Ein großer Vorteil dieses passiven Ansatzes ist, dass passive Komponenten in aller Regel eine wesentlich höhere Lebensdauer erreichen. Beispielsweise hält eine Wärmedämmung ohne Weiteres für viele Jahrzehnte, während ein Blockheizkraftwerk vielleicht eine Lebensdauer von 10 oder höchstens 15 Jahren erreicht und dann ausgetauscht werden muss. Aus diesen Gründen können die Instandhaltungskosten für ein Passivhaus gerade auf der energetischen Seite deutlich tiefer liegen als bei anderen Gebäuden.

Gesamtbewertung der Kosten

Unmittelbar beim Bau fallen für ein Passivhaus moderat höhere Kosten an. Es sollte jedoch problemlos möglich sein, diese im Laufe der Jahre über die sehr geringen Betriebskosten sowie die niedrigeren Instandhaltungskosten zu amortisieren. Wie schnell diese Amortisation der anfänglichen Mehrkosten erfolgt, hängt freilich stark von den konkreten Gegebenheiten ab und insbesondere auch von der zukünftigen Entwicklung der Energiepreise, die nur ganz ungefähr abschätzbar ist.

Zu beachten ist auch, dass der Wiederverkaufswert eines Passivhauses vor allem in einiger Zukunft erheblich höher liegen dürfte, während konventionell gebaute Häuser, die häufig nur schwer nachträglich auf einen ähnlich guten energetischen Zustand gebracht werden könnten, im Falle stark angestiegener Energiepreise einen deutlichen Wertverlust aufweisen dürften.

Nicht übersehen werden sollte auch der oben beschriebene Komfortgewinn, der genauso wie bei Investitionen in Wellness-Räume oder ein Schwimmbad den Wohnwert und den Wiederverkaufswert erhöht.

Graue Energie

Während der Aufwand an Energie für den Betrieb eines Passivhauses sehr gering ist, fällt beim Bau ein erheblicher Aufwand an grauer Energie an, der u. U. höher liegen kann als beim konventionellen Bau. Dies hängt freilich sehr stark von der Bauweise und den verwendeten Materialien ab. Beispielsweise enthält eine Wärmedämmung aus Mineralwolle weitaus weniger graue Energie als Polystyrolplatten oder anderen Materialien aus Erdöl. Durch bewusste Wahl der Baustoffe (z. B. Holz statt Beton) kann die benötigte graue Energie auch deutlich unter der eines konventionellen Gebäudes liegen, und dieser Ansatz ist auch energetisch günstiger als ein noch weiteres Drücken des Aufwands an Betriebsenergie ohne Beachtung der grauen Energie. Allerdings sollte eine ausreichend hohe thermische Masse verbaut werden, um kalte und trübe Wetterperioden gut überbrücken zu können; hierfür sind z. B. Betonwände und -decken günstig.

Aussehen von Passivhäusern

Manche Passivhäuser sehen recht futuristisch aus, und Bilder von solchen Objekten werden häufig besonders gern verbreitet, da sie die Zukunftsgerichtetheit des Passivhauses besonders augenfällig verdeutlichen. Jedoch besteht keinerlei Notwendigkeit, ein Passivhaus so zu gestalten. Im Gegenteil gibt es viele Passivhäuser, die sich von außen praktisch nicht von konventionellen Häusern unterscheiden (siehe z. B. Abbildung 2). Dass meist kein Schornstein auf dem Dach steht, ist nicht anders als bei einem konventionellen Haus mit Wärmepumpenheizung oder Elektroheizung, und die Fassade (inklusive Passivhausfenster) kann genauso aussehen wie bei jedem herkömmlichen Haus. Allenfalls gibt es gewisse Merkmale, die bei Passivhäusern in der Regel nicht auftreten, beispielsweise große Glasflächen auf der Nordseite (weil selbst modernste Fenster vielfach höhere U-Werte haben als eine gute gedämmte Wand) und allzu komplizierte Gebäudeformen mit einem ungünstigen Verhältnis von Oberfläche und Volumen.

Passivhaus
Abbildung 2: Ein Passivhaus in Stams, Schweiz, welches sich optisch kaum von konventionellen Häusern unterscheidet. Foto: Ruedi Keiser, Stans.
Passivhaus
Abbildung 3: Das zweite Haus von rechts ist ein Passivhaus. Von den anderen unterscheidet es sich optisch hauptsächlich durch die großzügigeren Fensterflächen auf der Südfassade, bei näherer Betrachtung auch durch die dickeren Wände.

Gebäudesanierung zum Passivhausstandard

Die meisten Passivhäuser sind Neubauten. Jedoch ist es auch möglich, Altbauten nachträglich durch energetische Sanierung (Modernisierung) auf den Passivhausstandard zu bringen. Häufig geschieht dies im Rahmen einer ohnehin notwendigen Sanierung, wenn z. B. die Fassade defekt ist.

Gut geeignet sind für die Modernisierung auf Passivhausstandard insbesondere Mehrfamilienhäuser, die eine Lage mit günstiger Ausrichtung und wenig Verschattung aufweisen und eine kompakte Form mit einem günstigen Verhältnis von Oberfläche und Volumen haben. Typischerweise wird hier eine umfassende Wärmedämmung angebracht und eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung installiert (häufig mit Verlegung der Luftverteilung unterhalb der neuen Fassadenstruktur). Ergänzend kann eine Solaranlage für die solare Warmwasserbereitung installiert werden.

Literatur

[1]Passipedia, eine Wissensdatenbank vom Passivhaus Institut in Darmstadt
[2]M. Ragonesi, U.-P. Menti, A. Tschui und B. Zurfluh, "Minergie-P, Das Haus der 2000-Watt-Gesellschaft", Faktor Verlag, Zürich (2009)

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: Energieeffizienz, Wärmedämmung, Lüftungsanlage, Heizungsanlage, Minergie, Niedrigenergiehaus
sowie andere Artikel in den Kategorien Energieeffizienz, Grundbegriffe, Haustechnik, Wärme und Kälte

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