Poppe*Prehal Architekten betreiben ein Architekturbüro in Linz und in Steyr und beschäftigen sich schwerpunktmäßig mit Passivhaustechnologie und Holzbauweise sowie Stadtforschung und Siedlungsentwicklung.

Gedanken von Mag. arch. Helmut Poppe
und Mag. arch. Andreas Prehal.

Passivhäuser sind Häuser ohne Heizung. Diese Behauptung, die man derzeit oft zu Ohren bekommt, erscheint den meisten Menschen wirklich unglaublich und erzeugt auch allgemeine Skepsis gegen das Passivhaus.

Angesichts solcher Aussagen ist diese Skepsis auch berechtigt. Jedes Gebäude gibt bei Kälte Energie nach außen ab, die dann in Form einer Beheizung wieder zugeführt werden muss.

Es gibt also keine Häuser ohne Heizung. Auch unglaublich aber wahr ist die Tatsache, dass ein Passivhaus, im Vergleich zu konventionellen Gebäuden, beinahe ohne Mehrkosten zu verursachen die Betriebskosten auf ein Zehntel reduziert und gleichzeitig das Wohnklima und den Komfort enorm steigert.

Verluste minimieren - Gewinne optimieren

Ein Haus kühlt nur soweit aus, wie es Wärme nach außen verliert und diese Wärme nicht durch Energiegewinne von inneren Wärmequellen (Bewohner, Beleuchtung, Haushaltsgeräte . . .) und durch solare Einstrahlung nachgeliefert wird.
Beim Passivhaus werden die Verluste soweit minimiert, dass sie durch die optimierten Gewinne beinahe aufgewogen werden. Der Restheiz-energiebedarf liegt unter 15kWh/m²a (d. h. 1,5l Heizöl pro m² pro Jahr). Auf eine herkömmliche Heizungsanlage kann daher gänzlich verzichtet werden.

Das Grundstück - das Gebäude

Das Grundstück muss eine Südorientierung des Gebäudes zulassen. Abweichungen von 15°-20° sind möglich, müssen aber bei der Gebäudekonzeption berücksichtigt werden. Eine Verschattung der Südfassade durch Bäume oder Bauwerke darf im Winter nicht erfolgen.

Das Gebäude selbst sollte möglichst kompakt gebaut werden. Das Verhältnis der Gebäudehülle zum Volumen ist ein ganz wesentlicher Faktor für das Passivhauskonzept. Kühlrippen (Erker, Balkone, Vor- und Rücksprünge in der Fassade) und abschattende Bauteile sollten vermieden werden.

Mit einer Untersuchung anhand des Sonnenstandsdiagramms kann eine mögliche Verschattung schon in der Planungsphase festgestellt werden.

Wärmeschutz - Wärmebrücken

Was den Wärmeschutz betrifft, ist das freistehende Haus der schlechteste Fall von allen. Der Wärmeschutz der Hülle eines Passivhauses hat daher höchste Bedeutung für den verbleibenden Heizwärmebedarf.

Dieser Wärmeschutz muss höchste Qualität haben, rundum das gesamte Gebäude einpacken, geschlossen und ohne Unterbrechung sein. Der beste Wärmeschutz ist natürlich, wenn durch kompaktes Bauen möglichst wenig Außenfläche zur Wärmeabgabe besteht.

Wärmebrücken von durchdringenden Bauteilen müssen soweit wie möglich vermieden werden (z.B. auskragende Balkonplatte). Aus unserer Erfahrung sind für die Außenbauteile nachstehende U-Werte zu empfehlen:
Dach 0,10 W/m²K,
Wand 0,15 W/m²K,
Kellerdecke 0,20 W/m²K,
Fenster 0,80 W/m²K.

Luftdichtes Bauen

Luftdichtes Bauen ist nicht nur ein Thema für das Passivhaus. Gebäude, die nicht luftdicht gebaut werden, verbergen vorprogrammierte Bauschäden. Warme, feuchte Raumluft kühlt sich auf dem Weg durch die Fuge ab und es kommt zur Tauwasserbildung. Die Folgen sind Fäulnis- und Schimmelpilzbildung innerhalb der Konstruktion.

Weiters lässt sich die Fugenlüftung nicht kontrollieren. Der Luftaustausch ändert sich nämlich mit dem Winddruck und dem Temperaturauftrieb in einem extrem weiten Bereich. Selbst bei sehr undichten Gebäuden, in denen es bei mäßigem Wind bereits beträchtlich zieht, ist in windstillen, milden Wetterperioden der Luftaustausch unzureichend. Da Fugen nichts nützen, aber viel schaden, sollten schon „normale“ Gebäudehüllen dicht sein.

In Passivhäusern muss die Dichtheit aber perfekt sein! Zum einen hat die Wärmedämmung nur ihre volle Funktion, wenn sie nicht mit Luft durch- oder hinterspült, oder gar durchfeuchtet wird, zum anderen würde „Fremdluft“ den Betrieb der Lüftungsanlage stören und die Wirksamkeit der Wärmerückgewinnung beträchtlich reduzieren.

Die Dichtheit des Gebäudes wird beim sogenannten BlowerDoor-Test geprüft. Bei einem Druckunterschied von 50PA soll die Luftwechselrate pro Stunde nicht wesentlich höher als 0,6 sein.

Passive Sonnenenergienutzung

Die Qualität der transparenten Bauteile und der Anteil der Verglasungen in der Südfassade sind entscheidend. Wir verwenden dafür neuartige Gläser, die erst seit einigen Jahren erhältlich sind und es ermöglichen, Energie zu gewinnen.

Durch spezielle Beschichtungen sind diese in der Lage, bei extrem gutem Wärmeschutz von 0,6 W/m²K und gleichzeitigem G-Wert von bis zu 60% (dieser Wert gibt an, wie viel Sonnenenergie das Glas nach innen durchlässt) mehr Energie in das Haus zu lassen als wieder entweicht. Bei dieser Glasqualität wird der Fensterrahmen zum absoluten Schwachpunkt in der Gebäudehülle. Mit speziell entwickelten Fensterrahmen ist es aber möglich, einen effektiven U-Wert für das Fenster von unter 0,8 W/m²K zu erreichen.

Der Anteil der transparenten Bauteile in der Südfassade ist ein Kriterium, welches allzu oft nicht richtig erkannt wird. Schon in der Vorentwurfsphase prüfen wir mit speziellen Berechnungs- und Simulationsprogrammen den exakt richtigen Verglasungsanteil. Ist der Anteil zu klein, hat man zwar weniger Verluste, aber auch zu wenig Gewinne, um das Haus auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Ist der Anteil zu hoch, so erzielt man an sonnigen Wintertagen einen Überschuss, den man direkt über die Fenster weglüften muss, also nicht nützen kann.

Gleichzeitig hat man an sonnenarmen Tagen und in den Nachtstunden viel zu hohe Verluste. Um Überhitzungen im Sommer zu vermeiden, müssen große Fensterflächen im Süden und ganz besonders im Westen mit einem außenliegenden Sonnenschutz versehen werden.

Kontrollierte Wohnraumlüftung
mit Wärmerückgewinnung

Immer mehr Wohnhäuser werden heute mit Lüftungsanlagen ausgestattet. Permanente lautlose Frischluftzufuhr ohne Zugerscheinung, ohne Austrocknung der Luft und ohne konvektionsbedingte Staubbelastung erhöhen den Wohnkomfort erheblich. Allergiker können auf Wunsch Pollenschutzfilter einbauen.

Beim Passivhaus kann so eine Anlage, kombiniert mit einem Erdreichwärmetauscher und einem Gegenstromwärmetauscher im Lüftungsgerät (Rückwärmezahl mind. 80%), auch für die Beheizung und Wärmeverteilung im Gebäude dienen. Die Luft wird dabei von außen angesaugt und durch Rohrleitungen im Erdreich vorgewärmt. Im Lüftungsgerät durchströmt die Zuluft den Gegenstromwärmetauscher und übernimmt dabei die Energie der Abluft. Die Luft strömt in die Wohn- bzw. Aufenthaltsräume ein und wird in den Nutzräumen (Bad, WC, Wirtschaftsraum) wieder abgesaugt. Die mechanische Lüftung kann übrigens im Sommer zur Kühlung verwendet werden. Die im Erdreich abgekühlte Luft umgeht den Wärmetauscher und sorgt somit für behagliches Klima auch an heißen Sommertagen!

Der Restheizenergiebedarf

Ein Passivhaus kommt fast ohne Heizung aus. Ein Restwärmebedarf muss jedoch abgedeckt werden. Beim Passivhaus liegt die Heizlast bei 10 Watt/m². Für ein Haus mit 150 m² Wohnnutzfläche ergibt das eine Heizlast von 1500 Watt. Diese 1500 Watt können bei gleichbleibendem Luftaustausch durch Erhöhung der Zulufttemperatur über das Lüftungssystem transportiert werden.

Für die Nacherwärmung der Zuluft gibt es mehrere Möglichkeiten. Bei den von uns geplanten Passivhäusern kommen vorwiegend Lüftungskompaktgeräte mit integrierten Kleinstwärmepumpen zur Anwendung. Diese Wärmepumpen entziehen der Abluft nach dem Wärmetauscher nochmals Energie und sorgen für die notwendige Erwärmung der Zuluft und auch für ein höchstes Maß an Komfort. Wie jede moderne Heizungsanlage sind sie mit einem Raumthermostat ausgestattet und werden von dort aus gesteuert (Wochenprogramm, Sommerbetrieb, Erhöhung/Absenkung der Lüftungsrate . . .).

Effiziente Warmwasserbereitung

Weil die Heizung fast nichts mehr verbraucht, wird die Warmwasserbereitung zum bedeutendsten Verbraucher. Aktive Sonnenenergienutzung durch Solarkollektoren, kombiniert mit entsprechenden Speichermöglichkeiten und/oder Systemen zur Spitzenabdeckung werden heute sehr häufig verwendet und finden auch beim Passivhaus ihre Anwendung.

Das kostenneutrale Passivhaus

Ein Passivhaus ist bei professioneller Planung kostengünstiger als ein Niedrigenergiehaus.

Beim Niedrigenergiehaus investiert man zusätzlich zum konventionellen Heizsystem in besseren Wärmeschutz, bessere Verglasung und in eine mechanische Lüftungsanlage.

Beim Passivhaus hingegen entfallen die Kosten für die Heizungsanlage. Im gleichen Zug braucht man auch kein Brennstofflager und keinen brandbeständigen Heizraum zu errichten. Dadurch ergeben sich Einsparungen bis zu EUR 36.300. Diese Summe wird dann z. B. in die Verbesserung des Wärmeschutzes, in bessere Fenster usw. investiert.

Durch die großflächigen Verglasungen wird der Wohnraum zum Sonnenhaus und ein herkömmlicher Wintergarten ist nicht mehr notwendig, wodurch die Kosten nochmals minimiert werden. Mit einer professionellen und effizienten Planung, die bei solch einem Projekt auf alle Fälle notwendig ist, ist es möglich, das Passivhaus trotz Mehrkosten für die Planung zum Preis eines konventionell gebauten Hauses zu errichten.

Erfahrungen mit Passivhäusern

1988 wurde mit dem Bau des ersten Passivhauses in Darmstadt-Kranichstein begonnen. Dieser Modellbau wurde vorsichtshalber noch mit einer Heizungsanlage ausgestattet.

Das damals noch rein theoretische System „Passivhaus“ hat sich allerdings in seiner Funktion bestätigt und die Heizungsanlage ist nicht in Betrieb. Inzwischen gibt es in Deutschland, in der Schweiz aber auch in Österreich umfassende Erfahrungen anhand gebauter Passivhäuser.

Die Erkenntnisse aus unseren Realisierungen zeigen, dass wir Passivhäuser immer besser und auch günstiger realisieren können und dabei gleichzeitig der Freiraum für die architektonische Gestaltung immer größer wird.

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Das System der Wohnraumlüftung: Frischluft wird angesaugt und übernimmt in einem Wärmetauscher die Wärme der Abluft. Das Einblasen und Absaugen der Luft erfolgt so, dass weder Zugerscheinungen noch Geräusche auftreten. Durch den regelmäßigen Luftaustausch hat die Raumluft eine optimale Qualität.