Projekte

Stadtteilcenter im Passivhausstandart

2007 wurde in Hannover ein Büro- und Geschäftshaus mit über 8.000 m² Energiebezugsfläche im Passivhausstandart realisiert.Die Größe des Projektes war hierbei kein Problem, da größere Gebäude durch ihre bessere Kompaktheit grundsätzlich erheblich wirtschaftlicher im Passivhausstandart zu planen sind.

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Entwurf im Passivhausstandard

Das Gebäude besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen, die ausgehend vom Eingangsbereich im Winkel von 90° geknickt an einer Straßenkreuzung liegen. Auf dem sich ergebenden Innenhof sind Parkflächen für Besucher vorhanden.

Lageplan des Gebäudes mit ca. 8.000 m² Energiebezugsfläche

Eine Passage im EG verbindet den öffentlichen Raum mit dem Innenhof und bietet geschützte Zugänge zu den Ladengeschäften. Die Passage wurde erst im Laufe der energetischen Optimierung aufgrund der Verringerung des A/V-Verhältnisses beidseitig mit verglasten Elementen geschlossen. Es war nicht kostenaufwendiger, als die Passagenfassade sowie die Decke auf ein Passivhausniveau zu dämmen.

In den Obergeschossen sind Praxen aus dem Gesundheitswesen und Sport- sowie Fitnessangebote untergebracht.

Vorteile eines Stadtteilcenters im Passivhausstandard

Der Neubau eines Stadtteilcenters mit Supermarkt, Shops, Arztpraxen, Fitnesscenter und Büroflächen kann hinsichtlich der energetischen und wirtschaftlichen Anforderungen der Baukonstruktion und technischen Anlagen im Passivhausstandard geplant und realisiert werden. Auch eine Größe der nutzbaren Fläche von mehr als 8.000 m² ist kein Hindernis, im Gegenteil: Grundsätzlich sind größere Gebäude durch ihre bessere Kompaktheit erheblich wirtschaftlicher im Passivhausstandard zu planen:

erhebliche Energie- und Nebenkosteneinsparungen
Schaffung von Unabhängigkeit in Bezug auf fossile Energieträger
erhöhter Imagegewinn durch aktiven Umweltschutz
bessere Luftqualität durch mögliche CO₂- und Feuchtesteuerung
unbelastetes Wohnen und Arbeiten für Allergiker durch hochwertige Luftfilter
keine Wärmebrücken, demnach kein Feuchte- und Schimmelbefall
geringe Temperaturschwankungen im Sommer wie auch im Winter
durch hohen Dämmstandard Überhitzungsreduzierung im Sommer
keine Zugerscheinungen durch offen stehende Fenster
keine Staubumwirbelung durch Radiatoren
Vermeidung von Lärmbelastung durch geschlossene Fenster
allgemein verbesserter Schallschutz der Gebäudehülle
Erhöhung der Oberflächentemperaturen (höhere Behaglichkeit)
erhöhte Arbeitsleistung durch gleichbleibendes Klima
höherer Werterhalt
höherer Vermietungsgrad, kein Leerstand

Wirtschaftlichkeit durch den Passivhausstandard

Die Mehrkosten resultieren im Wesentlichen aus dem erhöhten Materialaufwand für die Dämmung, die Fenster und die hochwertigere Gebäudetechnik. Diese Mehrkosten werden investiert in die Qualität und Langlebigkeit des Gebäudes und in seine Bauschadensfreiheit und Nachhaltigkeit.

In Anbetracht der Gewissheit steigender Energiepreise für alle Energieträger (besonders jüngste Entwicklungen nach Naturkatastrophen haben das gezeigt) ist besonders der Punkt der Nachhaltigkeit eines Passivhauses relevant.

Um jedoch eine umfassende Aussage zur Wirtschaftlichkeit zu machen, ist es notwendig, auch Nebenkosten und Finanzierungskosten durch Anschaffungen und Re-Investitionen zu berücksichtigen. Es ist kurzsichtig, bei der Berechnung der Objektkosten lediglich Investitionskosten zu berücksichtigen, die für die Erstellung des Gebäudes nötig sind. Es gilt, eine Fülle von Faktoren bei der langfristigen Betrachtung und Bewertung zu berücksichtigen:

Energieverbrauch
Lebensdauer der Komponenten (Haustechnik, Bauteile)
Energiebedarf für den Hilfsstrom
Nebenkosten und Grundgebühren
Re-Investitionskosten
Fördermittel
Energiekostensteigerung

Projektierungskonzept für die Umsetzung als Passivhaus

Es sind differenzierte Betrachtungen für die einzelnen Gebäudeteile in die Planung eingeflossen.

Innenhof mit REWE- und dm-Markt

Der REWE-Markt im Gebäudeteil 1 ist von der Haustechnik, also Lüftung, Wärmen und Kühlen, vom übrigen Gebäude losgelöst zu betrachten. Der Betreiber, die REWE Gruppe Deutschland, hat Standardanforderungen bezüglich Qualität und Ausstattung für seine Märkte festgelegt. Die energetische Optimierung bezieht sich hauptsächlich auf die Integration der internen Wärmegewinne in die Gesamtbilanz und die Dämmung der Gebäudehülle. Die Lüftungs-, die Heiz- und die Kühltechnik sehen bereits in den neuen Standardanforderungen eine Anlage mit Wärmerückgewinnung vor, sodass an dieser Stelle nur noch mit effizienteren Komponenten gearbeitet werden muss.

Ähnliche Anforderungen stellt der dm-Markt im Gebäudeteil 2. Hier ist jedoch die anlagentechnische Ausstattung einfacher, da nicht mit den gleichen internen Gewinnen wie im REWE-Markt gerechnet werden muss. Für die Shops und die Bar wird aufgrund deren Nutzung durch den längeren Aufenthalt von Menschen auch das Behaglichkeitskriterium wieder wichtiger.

Die Obergeschosse mit den Arztpraxen und dem Fitnesscenter können energetisch gesehen wie Büroräume betrachtet werden. Neben der Heizkostenersparnis spielen die Luftqualität und die gute Dämmwirkung der Gebäudehülle die entscheidende Rolle für die Behaglichkeit der Menschen im Inneren.

Energetische Optimierung des REWE-Markts

Beim energetischen Konzept des Passivhausstandards bzgl. eines Einkaufsmarkts ergeben sich im Vergleich zum herkömmlichen Passivhausstandard im Wohnbereich veränderte Grundannahmen für die Auslegung der Berechnung. Die energetischen Berechnungen nach Passivhausprojektierungspaket (PHPP) kommen aus dem Wohnungsbau und basieren auf der Grundlage, dass alle Wand-, Fenster- und Deckenoberflächentemperaturen so hoch sind, dass mit einer einfachen Luftheizung ein sehr hoher Komfort- und Behaglichkeitsgewinn der Nutzer gegeben ist. Diese hohe Behaglichkeitsanforderung ist außer im Kassenbereich, in dem sich ständig Personen aufhalten, nicht gegeben. Des Weiteren entsteht durch ständige künstliche Beleuchtung wegen meist weniger Fensterflächen sowieso eine wesentlich höhere innere Wärmelast und hierzu kommen noch die heutzutage generell eingebauten steckerfertigen Truhen mit einer Wärmeabstrahlung von knapp 30 °C an der Außenoberfläche. Durch diese Faktoren reduziert sich der Heizwärmebedarf generell gegenüber dem Wohnungsbau.

Als weitere Besonderheit von Einkaufsmärkten ist zu beachten, dass die meisten Märkte einen schwimmenden Estrich wegen hoher punktueller Einzellasten nicht zulassen. Hier wäre lediglich eine Dämmung unterhalb der Sohlplatte möglich. Momentan gibt es aber keine flächendeckende Wärmedämmung als Perimeterdämmung, die mehrlagig eine Zulassung besitzt. Aus diesem Grund sowie aus Kostengründen entschied man sich für den Einsatz eines zu 98 % recycelten Schaumglasschotters aus Altglas

Anforderungen an die Bodenplatte

Die Bodenplatte grenzt bei diesem Bauvorhaben ausschließlich an Supermärkte, die Apotheke und an die kleineren Shops. Aus wirtschaftlichen Gründen ist die Bodenplatte nur in einem für Passivhausmaßstäbe geringen Verhältnis gedämmt. Der U-Wert beträgt 0,160 W/(m²K). Die Geometrie der Bodenplatte unter den Märkten lässt Wärmebrückeneffekte aus den mittleren Bereichen der Bodenplatte zur Außenluft nur über bestimmte Erdreichstärken zu. Da die Bodenplatte aber auch nur über die kalte Außenluft Wärme abgeben kann, wirkt das Erdreich zu einem bestimmten Teil als dämmend, wenn auch in der Größenordnung nicht mit Dämmstoff vergleichbar. Der Effekt setzt ab einer Stärke von mehreren Metern ein.

Die Dämmung der Bodenplatte nach diesen Maßstäben bewirkt eine Verringerung des Jahres-Heizwärmebedarfs um ca. 5 %.

Dämmung der Bodenplatte mit Schaumglasschotter

Anforderungen an die Fenster

Durch die gute Verglasung mit U_g = 0,5 W/(m²K) sowie einen g-Wert von 52 % ist eine Scheibenoberflächentemperatur von max. 2-3 °C unter Raumtemperatur garantiert. Eine Verbesserung der Wärmedurchgangskoeffizienten der Verglasung bringt zwar auch immer eine Verringerung der solaren Gewinne mit sich, wirkt sich aber bilanziell positiv aus. Hinzu kommt, dass auch Glasoberflächen auf der Innenseite nicht zu kalt werden dürfen, da es bei diesem Gebäude mit ca. 8.000 m² lediglich zwei Heizkörper gibt. Deshalb ist eine hochwertige Verglasung bei diesem Objekt mit seinen relativ großen Fensterflächen insbesondere aus Komfortgründen für die Obergeschosse mit Arztpraxen und Fitnesscenter notwendig. Folgen einer schlechteren Verglasung wären Kälteerscheinungen in der Nähe der Fenster und Zugerscheinungen im Raum. Für eine Praxis- oder gar OP-Nutzung ist dies in keinem Fall hinnehmbar, da zu erwarten ist, dass sich Menschen längere Zeit dicht vor Fenstern aufhalten werden.

WDVS mit Klinkerriemchen

Das gesamte Gebäude wurde mit WLG-032-Dämmstoff, 26 cm, gedämmt. Es wurde einlagig ohne Verdübelung gearbeitet. Um die Fenster ist in der unteren Abbildung der neuerdings benötigte Braunschutzstreifen aus nicht brennbarer Dämmung umlaufend zu sehen.

26-cm-WDVS ohne Armierungsschicht mit Brandschutzstreifen

Ein Gebäudeteil ist dabei als Putzfassade ausgeführt, der andere verklinkert. Dies wurde völlig wärmebrückenfrei umgesetzt, da die Klinker einzeln geschnitten und als dünne Riemchen mit 1,5 cm auf den Dämmstoff geklebt wurden. Da eine Zulassung der Riemchenfassade nur bis 20 cm vorlag, beantragte die Firma alsecco für dieses Gebäude eine Zulassung im Einzelfall.

Aufkleben der Riemchen auf Dämmstoff

Riemchen auf Dämmstoff (Foto alsecco)

Sommerlicher Wärmeschutz

Passivhäuser zeichnen sich durch einen hohen winterlichen Komfort aus. Nutzer von Passivhäusern haben aber zu Recht den Anspruch, sich auch im Sommer wohlzufühlen. Angenehme Temperaturen sind in Passivhäusern keineswegs schwerer zu erreichen als in anderen Gebäuden. Die gute Dämmung erleichtert es, das Gebäude im Sommer kühl zu halten. Die sommerliche Innentemperatur hängt aber sehr viel stärker als der Jahres-Heizwärmebedarf von Einflüssen wie Fenstergröße, Orientierung, Verschattung, Lüftung, inneren Wärmequellen und vor allem der Klimaregion ab. Die Möglichkeiten, durch vorausschauende Planung ein angenehmes Sommerklima zu realisieren, sollten daher frühzeitig genutzt werden.

Die gewählte massive Bauweise mit innen liegenden Wänden und die Etagendecken innerhalb der warmen Hülle bieten eine große Speichermasse, um Temperaturschwankungen im Tagesverlauf aufzunehmen und zu speichern. Diese Berechnung bezieht sich jedoch auf das ganze Gebäude. In einzelnen südorientierten Räumen, Eckräumen und OPs kann eine sommerliche Überhitzung dennoch auftreten, daher war ein außen liegender verstellbarer Sonnenschutz vor den Südfensterflächen notwendig.

Es ist zu erwarten, dass die massiven Bauteile eine entscheidende Rolle bei der Temperaturentwicklung im Sommer haben werden. Aus diesem Grund ist eine Nachtauskühlung über die Lüftungsanlage besonders hilfreich. Die Fenster können nachts geschlossen bleiben. So werden die tagsüber gespeicherten Wärmemengen wieder an die Außenluft abgegeben. Nur so können massive Decken und Wände am nächsten Tag wieder überschüssige Wärme aufnehmen. Bei mehrtägiger Hitze können tagsüber die Fenster dann geschlossen gehalten und kann die Lüftungsanlage betrieben werden.

Lüftungsanlage

Der Lüftungsanlage kommt in dem Bauvorhaben eine erhebliche Bedeutung zu. Da über Einkaufsmarkt sowie Asia-Grill bis hin zu Arztpraxen sehr unterschiedliche Anforderungen an Luftaustausch und Einstellung der Temperatur zu berücksichtigen waren, wurde jeder Nutzungsbereich mit einer einzelnen Lüftungsanlage versehen, sodass hier 21 Lüftungsanlagen eingebaut wurden. Durch die hohe Anzahl der Einzelgeräte war der Einsatz eines Erdreichwärmetauschers nicht rentabel, da die Energieverluste durch die Zuleitungen der einzelnen Geräte zu groß waren, unabhängig vom Kostenaufwand. Die Lüftungswärmeverluste herkömmlicher, vergleichbarer Gebäude machen ca. 40 % aller Wärmeverluste aus. Das ist ein großer Anteil. Entsprechend groß ist auch das Energieeinsparpotenzial eines Gebäudes, das konsequent über eine Lüftungsanlage mit über 85 % Wärmerückgewinnung betrieben wird.

Es ergeben sich dabei unterschiedliche Anforderungen an die Märkte im Erdgeschoss, insbesondere an den REWE-Markt und die Arztpraxen in den Obergeschossen. Vor allem für das Fitnesscenter ist eine Lüftungsanlage unverzichtbar, um eine ausreichende Luftqualität bei gleichzeitiger Vermeidung von Zugerscheinungen zu erreichen.

Die gesamte Anlage kann mit einem niedrigen Luftwechsel betrieben werden, da es ein Konzept der Zu- und Abluftverteilung gibt und aufgrund der hoch gedämmten Bauweise zu keinem Zeitpunkt extrem hohe Wärmelasten zur Anfangsbeheizung transportiert werden müssen. Passivhäuser kühlen selbst bei einem Ausfall der Beheizung erst nach mehreren Tagen geringfügig aus. Die Lüftungsanlage ist mit moderner Steuerungstechnik ausgestattet, der optimale Komfort und die Luftmenge werden individuell eingestellt. Ein zu hoher Luftwechsel beinhaltet nicht nur zu hohe Energieverluste, sondern trocknet die Luft eher aus.

Im REWE-Markt im Erdgeschoss enthält die Lüftungsanlage bereits nach den Standardanforderungen eine Be- und Entlüftung aller Flächen und eine Wärmerückgewinnung. Auch die Beheizung und Kühlung sind vorgesehen und in das vom übrigen Gebäude autarke System integriert. Bei der Realisierung des Passivhausstandards wurden jedoch durch einen hoch effektiven Wärmetauscher und eine reduzierte Kühllast Einsparungen erreicht.

Luftdichtheit

Das extrem große Luftvolumen des Gebäudes wirkt sich positiv auf die Dichtigkeit aus. In der Planung wurde dieser Umstand dadurch berücksichtigt, dass der Wert für die Dichtheit auf n₅₀ = 0,4/h herabgesetzt wurde. Diese Maßnahme bewirkt eine Senkung des Jahres-Heizwärmebedarfs gegenüber der Ausführung nach EnEV um ca. 12 %.

Durch eine Qualitätssicherung während der gesamten Bauzeit konnten Fehler bereits frühzeitig erkannt und behoben werden. Es wurde ein abschließender Wert von n₅₀ = 0,38/h für das gesamte Gebäude erreicht.

Der n₅₀-Wert von 0,38/h ist mit kleinen Wohngebäuden nicht zu vergleichen. Sinnvollerweise sollte das Gebäude in möglichst großen Abschnitten gemessen werden. Dies war aus bauzeitlicher Sicht nicht möglich, sodass letztendlich das Gebäude in acht einzelnen Zonen überprüft wurde. Hierbei stellte sich die Problematik heraus, dass der Infiltrationsluftwechsel durch die Trennwände und Decken der Nebennutzeinheiten in Bezug auf die Außenhüllfläche nicht exakt ermittelt werden konnte. Um dies zu gewährleisten, müsste z.B. bei einer in der Mitte liegenden Nutzeinheit mit vier Blower-Door-Messgeräten ein Gegendruck aufgebaut werden, um die Leckage zur Nebennutzeinheit auszugleichen.

Dies würde im Normalfall in keinem wirtschaftlichen Verhältnis stehen. Ist aber zu erkennen, dass der gesamt gemittelte n₅₀-Wert inkl. Nebenleckagen einen positiven gewünschten Wert erreicht, so ist der tatsächliche Wert bezogen auf die Hüllfläche immer besser als die Summe der Einzelmessung.