Passivhaus

 
 

Wände


   

 
Wandaufbau, von innen nach außen:
  • 12,5 mm fermacell Gipsfaserplatte
  • 60 mm Holzfaserdämmung
  • 15 mm OSB 4 Platte als statische Scheibe
  • 240 mm Wärmedämmung mit cellulose
  • 52 mm Holzfaser-Unterdeckplatte
  • 38 mm Luftspalt
  • 2*21 mm Außenseitiges Paneel
    (alternativ: 15 mm Powerpaneel, verputzt, als vorgehängte Fassade mit Luftspalt)

Hier haben sie einen Ökonomischen und Ökologischen Wandaufbau im Passivhausstandard U-Wert der Außenwand: 0,12, der Wand!! nicht nur das Gefach, was viele gerne verwechseln.
 
   

 
 

Fenster



 
   

 
 

Informationen Passivhaus Institut


Wärmedämmung von Passivhäusern

Der gute Wärmeschutz ist ein Schlüssel zur Funktion des Passivhauses. Wärmeverluste durch nicht lichtdurchlässige Bauteile (auch „opake Bauteile“ genannt) müssen sehr gering sein. Nur dann kann die Heizlast auch am kältesten Tag so gering sein, dass eine Heizung allein mit der Frischluft möglich wird. Der Wärmeverlust durch ein Regelbauteil, also eine Außenwand, einen Fußboden, eine oberste Geschossdecke oder ein Dach, wird durch den Wärmedurchgangskoeffizienten oder U-Wert gekennzeichnet (früher: k-Wert). Dieser Wert gibt an, wieviel Wärme pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit des Bauteils nach außen übertragen wird, wenn die Temperaturdifferenz gerade ein Grad (1 Kelvin) beträgt. Die Maßeinheit des U-Wertes ist daher "W/(m²K)“. Will man den Wärmeverlust durch eine Wand berechnen, so muss man den U-Wert mit der Fläche und mit der Temperaturdifferenz multiplizieren. Ein typisches Einfamilienhaus hat beispielsweise eine Außenwandoberfläche von 100 m². Bei winterlichen Temperaturverhältnissen liegen in Mitteleuropa außen -12°C und innen 21°C vor. Bei unterschiedlichen U-Werten ergeben sich die folgenden typischen Wärmeverlustleistungen durch die Außenwand:

U-Wert   Wärmeverlust-    Jahres-                 Jahres-
                  leistung        heizwärme-          heizkosten (2005)
W/m²K            W         verlust kWh/(m²a)   nur Außenwand €/a
  1,00           3300                 78                        429,-
  0,80           2640                 62                        343,-
  0,60           1980                 47                        257,-
  0,40           1320                 31                        172,-
  0,20             660                 16                          86,-
  0,15             495                 12                          64,-
  0,10             330                   8                          43,-

Ein typisches Passivhaus-Kompaktheizsystem kann problemlos etwa 1000 W Heizleistung bereitstellen. Wenn nicht allein die Außenwand bereits erhebliche Anteile dieser Leistung aufzehren soll, so muss der U-Wert der Wand wirklich sehr gering sein: der Bereich von 0,1 bis 0,15 W/(m²K) ist im Allgemeinen angemessen.

Was bedeutet das für die wärmedämmende Gebäudehülle? Zum einen ist klar, dass derart niedrige U-Werte nur mit wirklich gut wärmedämmenden Materialien hergestellt werden können. Die folgende Tabelle zeigt, wie dick ein Außenbauteil sein muss, das allein aus dem aufgeführten Material besteht, um einen typischen Passivhaus-U-Wert von 0,13 W/(m²K) zu erreichen:

                                          erforderliche
Material          Wärmeleit-    Schichtdicke
                      fähigkeit        für U=0,13 W/(m²K)
                      W/mK                m  
Normalbeton    2,100             15,80
Vollziegel         0,800               6,02
Hochlochziegel 0,400               3,01
Nadelholz         0,130               0,98
Porenziegel,
Porenbeton      0,110               0,83
===========================
Stroh               0,055              0,410
typischer
Dämmstoff       0,040              0,300
hochwertiger
konventioneller
Dämmstoff       0,025              0,188
Nanoporöse
"Superdämmstoffe"
Normaldruck    0,015              0,113
Vakuum-
dämmstoff
(Kieselsäure)  0,008               0,060
Vakuum-
dämmstoff
(Hochvakuum) 0,002               0,015

Die Tabelle zeigt es ganz eindeutig: Gebäudehüllflächen mit vernünftigen Bauteildicken sind nur möglich, wenn die wesentliche Dämmwirkung von einem guten Wärmedämmstoff herrührt. Dazu können alle Materialien „unter dem Doppelstrich“ verwendet werden. Selbstverständlich sind kombinierte Aufbauten mit den anderen Baustoffen möglich und in vielen Fällen notwendig: Z.B. die außen gedämmte Betonwand oder die monolithische Wand aus Porenbeton und Mineralschaum-Dämmplatten. Die Aufbauten werden umso dünner, je niedriger die Wärmeleitfähigkeit des verwendeten Dämmstoffes ist. Bereits mit einer Strohballenwand üblicher Dicke (50 cm und mehr) ist die Eignung für das Passivhaus gegeben. Mit typischen konventionellen Dämmstoffen (Mineralwolle, Polystyrol, Zellulose) liegt die Dicke um 30 cm. Mit marktüblichen Polyurethanschaumdämmstoffen kann die Dämmdicke sogar auf um 20 cm reduziert werden. Auch Vakuumdämmstoffe sind in Deutschland bereits im Bauwesen eingesetzt worden. Mit ihnen ergeben sich richtig schlanke hochgedämmte Bauteile. Ein bereits erfolgreich umgesetzter etwas anderer Ansatz besteht in "semitransluzenten Hüllflächen". Dabei wird die Globalstrahlung ein Stück weit gezielt in die gedämmte Konstruktion hineingeleitet, um so die Temperaturdifferenz zu verringen und einen niedrigen äquivalenten U-Wert zu erreichen.

Wie steht es um die Wirtschaftlichkeit?

Eine weit verbreitete Ansicht ist, so dicke Dämmungen, wie sie für Passivhäuser gebraucht werden, würden sich nicht lohnen. Lassen Sie uns nachrechen! Dazu bitte noch einmal einen Blick auf die Tabelle ganz oben werfen. Dort sind nämlich in der dritten Spalte auch die gesamten, über das Jahr auftretenden Jahreswärmeverluste je m² Bauteilfläche angegeben. Die sind ganz einfach zu ermitteln: Nämlich U-Wert mal mittlerer Temperaturdifferenz in der Heizzeit mal Dauer der Heizzeit; oder, einfach U-Wert mal Heizgradstunden - das sind 78000 Gradstunden für ein mittleres mitteleuropäisches Klima. Geheizt wird mit Erdgas, Heizöl, Fernwärme oder Strom - günstiger als für 5,5 €Cent je kWh jedenfalls wird Heizwärme derzeit und in der Zukunft kaum zu bekommen sein. Damit errechnen sich Jahresheizkosten allein zum Ausgleich der Wärmeverluste durch die Außenwand (100 m²), wie sie in der letzten Spalte angegeben sind. Hier noch einmal ein Ausschnitt der Tabelle:

U-Wert   Wärmeverlust-    Jahres-                 Jahres-
                  leistung        heizwärme-           heizkosten (2005)
W/m²K            W        verlust kWh/(m²a)    nur Außenwand €/a
  1,25           4125                 98                        536,-
  0,125           412                 10                          54,-

In der ersten Zeile (dunkelrot) stehen jetzt die Werte für eine typische Altbauwand, und zwar eine noch gar nicht einmal so schlecht gedämmte. Etwa 536 € müssen die Bewohner jährlich allein dafür ausgeben, den Wärmeverlust durch 100 m² dieser Wand auszugleichen. Mit einer nachträglichen Wärmedämmung auf Passivhausniveau (grün) sinkt der Wärmeverlust um einen Faktor 10; die Jahreskosten für den Energieverlust der Außenwand sinken auf unter 54 €/a. Das bedeutet:

482 €/a Heizkosteneinsparung.

Was muss dafür getan werden, diese Einsparung zu erreichen? Unser Vorschlag: Sie warten, bis es soweit ist, dass die Außenwand einmal wieder gestrichen, der Putz ausgebessert werden muss - das kann nicht allzu lange dauern, es sei denn, Sie haben das gerade gemacht. Dann fallen die Kosten für das Gerüst und für den Fassadenanstrich ohnehin an. Das würde Sie etwa 2500 € kosten. Nun fragen Sie Ihre Bank, wie hoch das Volumen eines Hypothekenkredites ist, den Sie mit einer Jahreszahlung von 480 €/a an Zins und Tilgung abzahlen können - über 20 Jahre. Das Kreditvolumen wird bei den derzeitigen Zinsen so etwa bei 6300 € liegen. Zusammen mit den 2500 € ohnehin-Verschönerungskosten stehen dann 8800 € für die Maßnahme an der Außenwand zur Verfügung. Dafür wird sich eine Top-Dämmung der Außenwand erreichen lassen; im Neubaufall sicher noch sehr viel günstiger.

Sie meinen, das sei ja nur ein Nullsummenspiel? Das ganze eingesparte Geld stattdessen für Handwerksleistungen ausgegeben? Nicht ganz, denn

  1. Wahrscheinlich sind die Energiekosten in den nächsten Jahren noch höher als hier geschätzt.
  2. Die Wärmeschutzmaßnahme "hält" mindestens 40 Jahre, auch wenn man die Fassade nach 15-25 Jahren vielleicht wieder streichen muss - wie eine ungedämmte Wand übrigens auch. Die Dämmung bringt ihren Dienst, die Energiekosteneinsparung, nach Ablauf der 20 Jahre Kreditlaufzeit völlig kostenlos. Bei Investitionen in Kraftwerke u.ä. nennt sich dies "das goldene Ende".
  3. Die übrigen Vorteile des besseren Wärmeschutzes bekommen Sie "gratis" mitgeliefert: Keine kalten Ecken mehr, kein Schimmel hinter dem Schrank, ein behagliches Wohlfühlklima ohne kalte Strahlung und ohne Kaltluftsee am Boden.
  4. ...und, wenn es sich um einen Neubau handelt oder eine umfassende Modernisierung, kommen Sie auf diesem Weg einen Schritt näher an das Passivhaus, das Ihnen dauerhaft Behaglichkeit garantiert.
  5. Ganz zuletzt: Der Staat fördert diese Maßnahmen mit einem zinsgünstigen Kredit der KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau); das haben wir bei der obigen Beispielrechnung noch gar nicht einbezogen.

Fazit: es lohnt sich. "Wenn schon, denn schon" lautet die Devise, beim Neubau und bei der Modernisierung.

Viele der beschriebenen Dämmtechniken werden auf der Begleitausstellung zur 9. Internationalen Passivhaustagung gezeigt werden.

Erfahrungen

Die Erfahrung beim Bau von Passivhäusern hat gezeigt, dass die hohen Dämmdicken auch bei konventionellen Dämmstoffen meist ohne weiteres realisiert werden können:

  • Bei den meisten Bauaufgaben ist der Platz für die Dämmung vorhanden. Wenn der Platz fehlt oder teuer erkauft werden muss, kann man auf höherwertige Dämmstoffe zurückgreifen.
  • Die hohen Dämmdicken sind baupraktisch gut handhabbar. Richtig angewendet ist der Aufwand für die Ausführung kaum höher als bei geringeren Dämmstärken. Es bleiben die Kosten für die größere Dämmstoffmenge – Dämmstoffe sind jedoch ein vergleichsweise kostengünstiges Material. Wie eine vernünftige passivhausgeeignete Konstruktion mit den verschiedenen Baustoffen aussieht, wird auf der Begleitausstellung der 9. Passivhaustagung und bei der Exkursion am 1. Mai gezeigt.
  • Alle heute in Deutschland bauüblichen Konstruktionen für Gebäudehüllen lassen sich auch als Passivhaus geeignetes Bauteil ausbilden. Dies ist bereits vielfältig in gebauten Passivhäusern demonstriert worden: Da gibt es Mauerwerksbau (zweischalig oder mit Wärmedämmverbundsystem oder mit vorgehängter Fassade), Leichtbetonfertigbauteile, Betonfertigbauteile, Holzkonstruktionen (klassisch oder mit Leichtbauträgern), Schalungselementetechnik, Metallbau-Bauteile und semitransluzente Wandaufbauten.
  • Messungen in gebauten Passivhäusern zeigen, dass die Dämmwirkung der „dicken Dämmschichten“ ganz genau den Erwartungen entspricht. Die Wärmeverluste sind tatsächlich so gering, wie sie nach der Berechnung sein dürfen und die Häuser bleiben tatsächlich mit den genannten extrem kleinen Heizleistungen warm. Unmittelbar erkennbar ist dies an den hohen inneren Oberflächentemperaturen, die mit thermografischen Aufnahmen sichtbar gemacht werden können (siehe Innenthermographie auf der linken Seite). Hochwärmedämmende Bauteile, wie sie im Passivhaus verwendet werden, haben bedeutende Vorteile gegenüber üblichen schlecht oder mittelmäßig gedämmten Gebäudehüllen.
  • Durch den geringen Wärmeverlust ergeben sich automatisch hohe Innenoberflächentemperaturen im Winter – auch ohne Bauteilheizflächen. Dadurch ist die Differenz zwischen den Strahlungstemperaturen aus verschiedenen Richtungen im Raum gering, eine gute Voraussetzung für eine sehr gute Behaglichkeit. Die hohen Innenoberflächentemperaturen führen zudem zu einer Verringerung der Feuchtigkeit an der Bauteiloberfläche. Im Passivhaus können bei wohnraumüblicher Nutzung luftfeuchtebedingte Feuchteschäden an Außenbauteilen praktisch ausgeschlossen werden.
  • Im Sommer liegt die innere Oberflächentemperatur ebenfalls nahe an der Raumlufttemperatur, d.h. sie ist geringer als bei schlecht gedämmten Bauteilen, die Wärme in größerem Maß von außen nach innen transportieren. Für das dynamische Verhalten des Außenbauteils haben hochgedämmte Konstruktionen auch bei nur geringen Massen (z.B. einer doppelten Gipswerkstoffplatte) eine hohe Temperaturamplitudendämpfung. Diese ist so groß, dass allein dadurch ein optimales Sommerverhalten des Bauteils erreicht wird. Wichtiger ist jedoch die lange Gebäudezeitkonstante, die durch die gute Dämmung entsteht und die eine thermisch gut zugängliche innere Gebäudemasse erst richtig nutzbar macht. Dadurch kann ein Passivhaus durch Nachtlüftung gut gekühlt werden und die Kälte tagsüber sehr gut halten – vorausgesetzt, die solare Last ist auf ein vernünftiges Maß begrenzt.
  • Hochgedämmte Bauteile verzeihen in einem gewissen Ausmaß noch vorkommende Wärmebrücken eher als mäßig gedämmte - gerade für Altbau-Sanierungen ist das wichtig. Dies widerspricht der landläufigen Auffassung, ist aber in zahlreichen konkreten Fällen bewiesen und kann leicht verstanden werden: Weil die tragende Konstruktion und die innere Bauteilschicht hinter einer dicken Dämmung liegen, sind diese in den ungestörten Bereichen durch und durch warm. Wärmebrücken bis zu einem gewissen Ausmaß können dem nicht schaden – ist ein großer Teil der Konstruktion aber ohnehin schon kalt, wird mit zusätzlichen Wärmebrücken der Taupunkt schnell unterschritten. Selbstverständlich führen Wärmebrücken auch im Passivhaus zu zusätzlichen Wärmeverlusten. Daher empfehlen wir, trotz der höheren Fehlertoleranz, ein bewusst wärmebrückenfreies Konstruieren.

Auf der 9. Passivhaus-Tagung werden neueste Erkenntnisse und Erfahrungen mit hochwärmegedämmten Konstruktionen in Arbeitsgruppe 10 "Gebäudehülle" behandelt. Carsten Bisanz stellt ein mit erneuerbaren Energien beheiztes Mehrfamilienpassivhaus vor, das als besonderen Luxus ein beheiztes Atrium aufweist. Sören Peper kann mit Messergebnissen aus einem nordorientierten (!!) Passivhaus beweisen, dass gute Wärmedämmung wirksam zu hoher Behaglichkeit führt. Georg W. Reinberg zeigt aus der Praxis, wie sich nachwachsende Rohstoffe zur Wärmedämmung eines Passivhauses einsetzen lassen und Josef Seidl demonstriert am Beispiel Lehm, wie ein Nischenprodukt zum industriellen Bausystem werden kann. Oliver Kah klärt in seinem Referat über die wesentlichen Einflussgrößen auf die Wirkung eines Bauteils der Passivhaus-Gebäudehülle auf.

Vollständige Konstruktionsbeispiele von Bauteilen für das Passivhaus gibt es auf der begleitenden Fachausstellung. Vertreten sind u.a.:

  • Mauerwerkskonstruktionen mit Wärmedämmverbundsystem und wohlüberlegten Details zum Fußpunkt, zum Fenstereinbau und zum Dachanschluss.
  • Schalungselementetechnik mit einem Komplettkatalog wärmebrückenfreier Anschlüsse sowie Erkenntnissen zur luftdichten Konstruktion.
  • Holztafelbau inklusive aller relevanten Anschlussdetails mit unterschiedlichen Konstruktionen.

(zuletzt bearbeitet : 01.03.2005    © Passivhaus Institut; unveränderte Wiedergabe unter Angabe der Quelle gestattet)


 

Details entnehmen Sie bitte unserer Bau- und Lieferbeschreibung (PDF)


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