Die Anfänge der Niedrigenergiehäuser lagen Mitte der 70er-Jahre in Skandinavien, aber auch in Kanada und den Vereinigten Staaten. Erste Experimentierhäuser in Deutschland blieben in der Fachwelt unbeachtet.

Niedrigenergiehaus (NEH)

Entwicklung

NiedrigenergiehäuserDie Anfänge der Niedrigenergiehäuser lagen Mitte der 70er-Jahre in Skandinavien, aber auch in Kanada und den Vereinigten Staaten. Erste Experimentierhäuser in Deutschland blieben in der Fachwelt unbeachtet. Selbst die offizielle Bauforschung legte sich darauf fest, dass mit der Verordnung von 1982 die Grenzen sinnvollen Wärmeschutzes erreicht seien. Erfolgreiche NEH-Projekte in Dänemark und Schweden führten dazu, dass in Hessen 1988 das erste NEH-Förderprogramm initiiert wurde, gefolgt 1989 von Schleswig-Holstein. Die Grundlage für den NEH-Nachweis bildete in beiden Ländern ein einfaches Bilanzrechenverfahren mit sehr realistischen Randbedingungen, abgeleitet von der Energiebilanz nach Schweizer Norm und kompatibel zur EN 832, die 2002 bundesweit unter abgeschwächten Randbedingungen zur Grundlage des EnEV-Nachweises wurde.

Gängige Definition in der Bauphysik

Der Begriff „low energy house" ist seit Ende der 70er-Jahre international eingeführt und beschreibt einen Baustandard, der in Mitteleuropa zu einem Jahres-Heizwärmebedarf von maximal 70 kWh/m²a (EFH) bzw. 55 kWh/m²a (MFH) führt. Dies folgte der klimaunabhängigen Definition von max. 0,02 kWh/(m²Kd) für das EFH. Hierbei ist der Wärmebedarf zu berechnen nach Schweizer bzw. hessischem Verfahren, als Bezugsfläche wird ausschließlich die real beheizte Wohnfläche herangezogen (nach DIN 277 oder II. Berechnungsverordnung, keinesfalls die überhöhte Nutzfläche nach WSVO oder EnEV!). Die zahlenmäßigen Anforderungen der WSVO 95 lagen etwa 50 % darüber, sodass auf deren Basis das NEH auch beschrieben werden konnte mit der bekannten Definition 25-30 % unter Maximalwert gemäß WSVO 95.

Definition Gesetzgeber

Laut Aussage des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen BMVBW ist der Begriff „Niedrigenergiehausstandard" gesetzlich nicht definiert. Dem BMVBW ist nicht bekannt, dass es hierüber in den anerkannten Regeln der Technik eine Begriffsbestimmung gibt. Empfehlungen des BMVBW aus dem Jahr 1989 sprechen von einem „Niedrigenergiehaus-Standard" bei einem rechnerischen Ölverbrauch von weniger als rd. zehn Litern pro Quadratmeter Wohnfläche und Jahr. Nach den heute durch die EnEV geltenden Vorschriften ergibt sich für einen Neubau im Durchschnitt ein Heizenergieverbrauch von rd. 7 l Heizöl pro Quadratmeter und Jahr.

Bezug zur EnEV

Das realitätsnahe, hessische Bilanzverfahren in Verbindung mit ausführlich weiterentwickelten Detailanforderungen für Bauphysik und Heiztechnik waren Grundlage zur Einführung des RAL-Gütezeichens für NEH der Gütegemeinschaft Niedrigenergiehäuser e.V. (www.guetezeichen-neh.de). Seit Einführung der EnEV wird dort das Niedrigenergiehaus neu definiert mit einem maximalen spezifischen Transmissionswärmeverlust (das ist der mittlere U-Wert aller Umfassungsflächen) von HT 30 % unter den Anforderungen der EnEV. Dies wurde bundesweit mit Expertenbüros aus der Bau- und Energieberatung abgestimmt und kennzeichnet fortan zusammen mit weiteren detaillierten bau- und heizungstechnischen Vorgaben den klassischen „Niedrigenergiehaus-Standard".

	Bestand	WSVO 84	WSVO 95	NEH	Passivhaus
Heizwärme	220	150	100	65	15
Warmwasser	30	30	30	30	10
Haushaltsstrom	30	30	30	30	18
Lüfterstrom	0	0	0	2	2

  Energiekennzahlen im Vergleich in kWh/(m2a)

 

 

  Energiekennzahlen im Vergleich

Planungskriterien

Für die Bedeutung der wesentlichen Planungskomponenten lässt sich folgende Rangfolge anführen:

1. sehr guter Wärmeschutz der Außenbauteile
2. sorgfältige Detailausführung, Wärmebrückenvermeidung
3. kompakte Bauweise
4. luftdichte Gebäudehülle
5. automatische Wohnungslüftung
6. passive Solarnutzung
7. schnell regelbare Wärmeverteilung
8. effiziente Heiztechnik oder Nahwärme

	Niedrigenergie -haus „7-l-Haus"		„3-l-Haus"		Passivhaus „1,5-l-Haus"
	U-Wert	Däm- mung	U-Wert	Däm- mung	U-Wert	Däm- mung
Dächer	0,2	20-25 cm	0,15	25-35 cm	0,1	40-50 cm
Wände	0,3	12-15 cm	0,25	15-20 cm	0,15	25-35 cm
Kellerdecken	0,35	10-12 cm	0,3	12-15 cm	0,15	25-35 cm
Fenster	1,7		1,7-0,8		0,8
Nennwärme-leistung	ca. 40 W/m²		ca. 20 W/m²		< 10 W/m²
Dichtheit „n50-Wert"	< 3,0 1/h (EnEV)		< 1,5 1/h (EnEV)		< 0,6 1/h
Lüftungs-technik	wahlweise mit Lüftung		zentrale Abluftanlage, wahlweise mit WRG		Lüftung mit Wärmerück-gewinnung (WRG)
Wärme-brücken	vermeiden		weitgehend vermeiden		streng vermeiden
Hinweis: Die Dämmstärken beziehen sich auf die meist gebräuchliche Qualität WLG 040 (bei WLG 035 um 10 % verringern, bei WLG 045 um 10 % erhöhen).

Orientierungswerte für die Neubauplanung

KfW-Energiesparhäuser

Bei dem Begriff KfW-Energiesparhäuser handelt es sich um eine Definition der Förderbank der Kreditanstalt für Wiederaufbau (kurz KfW genannt) für zwei Typen von Energiesparhäusern aus dem Förderprogramm „Ökologisches Bauen". Es gibt das KfW-Energiesparhaus 40 und das KfW-Energiesparhaus 60, die sich in ihren Anforderungen an den maximalen Jahres-Primärenergiebedarf QP unterscheiden, was durch die Zahl „40" oder „60" in der Bezeichnung ausgedrückt wird.

Definition

Die Definition der beiden KfW-Energiesparhäuser 40 und 60 wird nur durch das Förderprogramm Ökologisches Bauen der KfW festgelegt. Diese Definitionen sind aber weder in der aktuellen Energieeinsparverordnung - EnEV - noch an einer anderen Stelle durch den Gesetzgeber geregelt.

KfW-Energiesparhaus 40

Das KfW-Energiesparhaus 40 muss einen auf die Gebäudenutzfläche AN bezogenen maximalen Jahres-Primärenergiebedarf Qp von 40 kWh/(m²a) aufweisen und der auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche des Gebäudes bezogene spezifische Transmissionswärmeverlust HT' muss den in der aktuellen EnEV (Anhang 1, Tabelle 1) angegebenen Höchstwert um mindestens 45 % unterschreiten.

KfW-Energiesparhaus 60

Das KfW-Energiesparhaus 60 muss einen auf die Gebäudenutzfläche AN bezogenen maximalen Jahres-Primärenergiebedarf Qp von 60 kWh/(m²a) aufweisen und der auf die wärmeübertragende Umfassungsfläche des Gebäudes bezogene spezifische Transmissionswärmeverlust HT' muss den in der aktuellen EnEV (Anhang 1, Tabelle 1) angegebenen Höchstwert um mindestens 30 % unterschreiten.

Gebäudearten

Als KfW-Energiesparhäuser können gemäß dem Förderprogramm Wohngebäude, Wohn-, Alten- und Pflegeheime mit normalen Innentemperaturen ausgeführt werden. Nichtwohngebäude können nicht auf die KfW-Definition bezogen werden.

Förderprogramm „Ökologisches Bauen"

Das Förderprogramm „Ökologisches Bauen" dient der zinsgünstigen langfristigen Finanzierung der Errichtung, Herstellung oder des Ersterwerbs von KfW-Energiesparhäusern 40, Passivhäusern und KfW-Energiesparhäusern 60. Mit diesem Programm wird auch der Einbau von Heizungstechnik bei Neubauten auf Basis erneuerbarer Energien, Kraft-Wärme-Kopplung und Nah-/Fernwärme als Einzelmaßnahme gefördert. Detaillierte Informationen sind im Internet unter www.kfw-foerderbank.de zu finden.

Passivhaus

Definition Passivhaus

Das Passivhaus ist ein Gebäude, dessen Jahres-Heizwärmebedarf 15 kWh/(m²a) (entspricht etwa 1,5 Liter Heizöl pro m² und Jahr) und dessen Primärenergiekennzahl für Restheizung, Warmwasserbereitung, Lüftung und Haushaltsstrom 120 kWh/(m²a) nicht überschreitet.

Die Primärenergiekennzahl berücksichtigt, dass jede direkt elektrisch erzeugte Kilowattstunde mit dem Faktor 2,97 in die Primärenergiebilanz eingeht. Der niedrige Energiebedarf ist auf den Verzicht eines aktiven Heizsystems zurückzuführen. Passivhäuser brauchen 80 % weniger Heizenergie gegenüber Neubauten der WSVO 95.

Auf ein konventionelles Heizsystem kann deshalb verzichtet werden, weil die Transmissions- und Lüftungswärmeverluste des Bauwerks durch eine optimierte Gebäudehülle minimiert werden. Die Verluste lassen sich fast vollständig durch passive Energiegewinne ausgleichen.

Passivhäuser nutzen passive Energie wie

• Solarstrahlung durch Fenster,
• Körperabwärme der Bewohner,
• Abwärme von elektrischen Geräten und der Beleuchtung zum „Beheizen" des Gebäudes.

Durch effiziente Technik wird zusätzlich der Strombedarf für Haushaltsgeräte minimiert. Dieser sollte unter 18 kWh/(m²a) liegen, sodass in der Summe des gesamten Energiebedarfs etwa 45 kWh/(m²a) verbraucht werden. Das bedeutet eine Einsparung um mehr als den Faktor 6 gegenüber dem durchschnittlichen Gesamtverbrauch im Gebäudebestand. Berücksichtigt man nur die Heizwärmeenergie, so lässt sich sogar ein Rückgang um den Faktor 15 feststellen. Bei den Neubauten nach WSVO 95 ist es immerhin fast noch das Siebenfache an Heizwärmeenergie.

Grundprinzipien von Passivhäusern

Verluste minimieren und passiv solare Energie gewinnen sind die Grundprinzipien eines Passivhauses. Seine Gebäudehülle hindert die gespeicherte Energie am Entweichen. Auf diesem Wege lässt sich am einfachsten Wärme „erzeugen".

Zum Erreichen des Passivhaus-Standards werden die ohnehin erforderlichen Bauteile nur optimiert:

Um Transmissionswärmeverluste auf ein Minimum zu begrenzen, benötigt ein Passivhaus eine hoch gedämmte Gebäudehülle. Wärmebrücken müssen unter allen Umständen vermieden werden. Wärmedurchgangskoeffizienten opaker Bauteile wie Wand-, Dach- und Fußbodenkonstruktionen von < 0,15 W/(m²K) sind anzustreben. Dazu trägt auch der Einsatz von Superfenstern bei. Sie sollten einen Uw von ≤ 0,8 W/(m²K) bei gleichzeitig hohem Energiedurchlassgrad g ≧ 50-60 % aufweisen. Das Gebäude bzw. die Gebäudehülle ist wind- und luftdicht zu erstellen, damit die Lüftungswärmeverluste so gering wie möglich gehalten werden können.

Nullenergiehaus

Definition

NullenergiehausNullenergiehäuser sind Gebäude, die insgesamt nicht mehr Energie verbrauchen, als sie selbst - regenerativ - erzeugen. Das bedeutet, dass sie den Restenergiebedarf vollständig und eigenständig durch regenerative Energien decken. Durch Verzicht auf fossile Energieträger ist das Gebäude somit energieautark.

Allgemeines

Dabei sollte ein möglichst geringer Restheizwärmebedarf angestrebt werden, um die ergänzenden Maßnahmen zur Deckung der Restenergie kostengünstig bereitzustellen. Ein Passivhaus als Grundlage der Gebäudetypologie ist generell ein günstiger Ansatz, zwingend erforderlich ist es aber nicht. Es vereinfacht die Realisierung eines Nullenergiehauses.

Baustandard	Jahresheizwärmebedarf
Wohnungsbestand (inkl. Gebäude nach WSVO 95)	54- über 400 kWh/(m²a)
Niedrigenergiehäuser/Gebäude nach neuer EnEV 2002	35-75 kWh/(m²a)
Ultra-Niedrigenergiehaus	15-35 kWh/(m²a)
Passivhäuser	≤ 15 kWh/(m²a)
Nullenergiehäuser	0 kWh/(m²a)

Energiekennzahlen der Baustandards

Die Sonnenenergie hat bei den Nullenergiehäusern eine Schlüsselfunktion, da sie der Ursprung aller regenerativen Energien ist - ob Erdwärme, Solarthermie, Windkraft oder Photovoltaik.

Je größer der Restwärmebedarf eines Gebäudes, desto aufwendiger ist die Technik, die zur Deckung dieser Restwärme erforderlich ist. Ein kluger Ansatz zur Realisierung ist es somit, den Wärmeschutz eines Gebäudes zu optimieren. Speziell bei Wärmedämmverbundsystemen spielen die Lohnkosten z.B. eine untergeordnete Rolle, da der Arbeitseinsatz ohnehin notwendig ist und sich der Mehraufwand für Material gegenüber herkömmlichen Niedrigenergiehäusern in Grenzen hält.

Eine zweite Größe der Energiebilanz ist der Bedarf an Warmwasser, welcher sich entgegen dem Gebäude durch Personenanzahl und Nutzerbedingungen mehr oder minder ausprägt. Das Gleiche gilt für den Haushaltsstrom, da hier die Häufigkeit der Benutzung hineinspielt.

Es gibt somit drei Größen, die energetisch berücksichtigt werden müssen:

• Restenergiebedarf des Gebäudes
• Warmwasserwärmebedarf
• Haushaltsstrombedarf

Einsatz regenerativer Energien

Bis zu der Ermittlung des Jahresheizwärmebedarfs spielen die passiven Systeme, wie z.B. der Erdreichwärmetauscher oder die solaren Wärmegewinne durch entsprechend hochwertige Verglasungen, eine wichtige Rolle. Die Energie, die nun noch für die Restheizwärme benötigt wird, muss aktiv durch den Einsatz regenerativer Energien abgedeckt werden. Es stehen verschiedene Möglichkeiten zur Auswahl:

• Nutzung der Sonnenenergie (Solarthermie) zur Raumheizung
• solare Warmwasserbereitung (Solarthermie)
• Wärmepumpen zur Raumheizung und zur Warmwasserbereitung
• Kraft-Wärme-Kopplung durch Blockheizkraftwerke
• Biomasse- und Biogas-Heizsysteme für Raumheizung und Warmwasser
• Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung

Die Mischung der aktiven Systeme ist möglich, jedoch kostentechnisch aufwendig. Ausgefeilte Steuerungen und Regelungstechniken sowie ein energiebewusstes Heizen begünstigen den Wärmehaushalt und verursachen geringste Kosten für die Beheizung des Hauses sowie für die Brauchwasserwärme.

Schematisches Energiekonzept eines Nullenergiehauses

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