Passivhaus bauen: Die 5 Grundprinzipien

Der überwiegende Teil des Wärmebedarfs eines Passivhauses wird aus passiven Quellen gedeckt. Dazu gehören die Sonneneinstrahlung durch Fenster sowie Abwärme von Personen und technischen Geräten. Drei wichtige Merkmale zeichnen das Passivhaus aus:

• Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern. Der Energiekennwert für Heizwärme liegt in Passivhäusern bei maximal 15 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr, die Heizwärmelast beträgt maximal zehn Watt pro Quadratmeter. Das entspricht einem Verbrauch von etwa 1,5 Liter Heizöl pro Quadratmeter.
• möglichst niedriger unkontrollierter Luftaustausch. Die Luft im Passivhaus wird in einer Stunde nur 0,6-mal durch undichte Stellen ausgetauscht. Technisch ausgedrückt heißt das, dass die mittlere Luftwechselrate n50 bei einer Druckdifferenz von 50 Pascal bei 0,6 h−1 liegt. Bei Standardgebäuden liegt der ungewünschte Luftaustausch bei 1,5 h−1 pro Stunde.
• Die Anlagen im Passivhaus verbrauchen kaum Energie. Der Energiekennwert der gesamten Primärenergie inklusive Haushaltsstrom liegt bei maximal 40 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr.
• Beim Passivhaus sind die U-Werte sehr niedrig. Der U-Wert, kurz für Wärmedurchgangskoeffizient, ist kennzeichnend für den Wärmeschutz im Passivhaus und anderen Objekten. Je niedriger beim Passivhaus der U-Wert ausfällt, desto weniger Energie brauchen Sie fürs Heizen – gegenüber einer älteren Bestandsimmobilie beträgt beim Passivhaus der U-Wert nur ca. ein Zehntel. Betrachtet man beispielsweise das Dach, so hat dieses beim Passivhaus einen U-Wert von 0,1 – mehr dazu im folgenden Abschnitt.

Kurzum: Es geht darum, wenn Sie ein Passivhaus bauen wollen, möglichst wenig Heizenergie zu verbrauchen und damit auch unabhängig von Energieversorgern zu sein. Ein solches energieeffizientes Zuhause kann dabei in allen Bauweisen realisiert werden, ob als Passivhaus-Fertighaus, in Massiv-, Block- oder Modulbauweise.

Der Bau eines Passivhauses beruht auf fünf bauphysikalischen Grundprinzipien:

1. Wärmedämmung von Dach und Wänden
2. Gedämmte Fenster
3. Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung
4. Luftdichtheit
5. Wärmebrückenfreiheit

1.) Wärmedämmung im Passivhaus

Damit im Passivhaus ganzjährig eine behagliche Raumtemperatur herrscht, muss seine Gebäudehülle optimal gedämmt sein. Die dafür erforderlichen Kennwerte der Außenhülle liegen bei einem Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) von max. 0,15 W/(m²K). Für das Dach wird ein U-Wert von 0,12 W/(m²K) gefordert. Zum Vergleich: Das Referenzgebäude der GEG hat eine Außenwand mit 0,28 W/(m²K) und ein Dach mit 0,20 W/(m²K).

Mit welcher Bauweise und welchen Baumaterialien das Passivhaus errichtet wird, bleibt dem Planer und den Bauherren überlassen. Es lässt sich grundsätzlich mit allen verfügbaren Baumaterialien und sowohl in Massiv- als auch in Fertigbauweise realisieren.

2.) Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung

Fenster lassen im Passivhaus die wichtige Sonnenenergie ins Haus, die zur Erwärmung der Innenluft beiträgt. An der Südseite eines Hauses dürfen sie deshalb durchaus groß sein, auf der Nordseite sollten sie eher klein sein. Damit aber nicht zu viel Sonnenwärme ins Haus dringt, wird für die Südfassade ein Fensterflächenanteil von maximal 25 bis 30 Prozent empfohlen. Zudem sollten Vorkehrungen zum sommerlichen Sonnenschutz getroffen werden.

Auch die Fenster müssen hervorragende Dämmeigenschaften aufweisen. Verlangt wird ein U-Wert von weniger als 0,8 W/(m²K). Erreicht werden solche Werte in der Regel nur mit einer gasgefüllten Dreifachverglasung.

2.) Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung

Um die Wärmeverluste im Gebäude optimal zu kontrollieren, erfolgt der hygienisch notwendige Luftaustausch im Passivhaus nicht über das Öffnen der Fenster, sondern über eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Die Lüftungsanlage führt den Räumen kontinuierlich Frischluft zu und saugt die verbrauchte Abluft ab. Damit beim Luftaustausch die Wärme der abgesaugten Innenluft nicht verlorengeht, wird sie durch einen Wärmetauscher zum Aufheizen der Zuluft genutzt.

4.) Passivhaus bauen mit hoher Luftdichtheit

Eine luftdichte Gebäudehülle gehört zu den Kernelementen des energieeffizienten Gebäudebaus, auch beim Passivhaus. Dadurch werden Wärmeverluste verringert, da die warme Innenraumluft nicht mehr unkontrolliert nach außen gelangt.

Um die Luftdichtheit eines Hauses zu überprüfen, wird ein sogenannter Blower-Door-Test durchgeführt. Dabei wird Druck von 50 Pascal aufgebaut und der Luftaustausch gemessen, der durch die Gebäudehülle hindurch stattfindet. Im Referenzgebäude des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) darf Luft, die dem Hausvolumen entspricht, maximal 1,5-mal pro Stunde ausgetauscht werden. Der Passivhausstandard liegt bei 0,6.

5.) Wärmebrückenfreiheit im Passivhaus

Eine Wärmebrücke in der Gebäudehülle verursacht Wärmeverluste. Wärmebrücken können beispielsweise dort entstehen, wo Bauteile miteinander verbunden sind oder wo die Dämmung fehlerhaft eingebaut wurde. Sie lassen sich in keiner Gebäudehülle komplett vermeiden. Ein Haus gilt aber als wärmebrückenfrei, wenn die Wärmebrückenverluste in ihrer Gesamtbilanz weniger als 0,01 W/(mK) betragen.

Förderlich für ein Passivhaus ist eine kompakte Bauweise des Gebäudes, bei der auf Vorsprünge, Erker und Gauben weitgehend verzichtet wird. Außerdem müssen alle Kanten, Ecken, Anschlüsse und Durchdringungen der Dämm- und Dichtheitsebene sorgfältig geplant und ausgeführt werden.

Die Unterkellerung eines Passivhauses ist kompliziert: Wird der Keller beheizt, muss er an die Lüftungsanlage angeschlossen werden. Wird der Keller nicht beheizt, wird der Bau dadurch aber nicht viel einfacher, denn dann muss er vom restlichen Haus thermisch entkoppelt werden. Dies erklärt, warum beim Passivhaus die Kosten auch für den Keller höher sind als beim konventionellen Bau.

Der Heizwärmebedarf im Passivhaus ist so gering, dass keine klassische Heizung benötigt wird. Wenn Sonnenwärme, Dämmung und die Wärmerückgewinnung der Lüftungsanlage einmal nicht ausreichen, dann kann zusätzliche Wärme durch eine Wärmepumpe erzeugt werden. Auch ein Fernwärmeanschluss ist möglich. Ein Heizregister in der Lüftungsanlage kann die zusätzliche Wärme im Haus verteilen.

Konkret heißt das: Im Passivhaus müssen keine klassischen Heizkörper eingebaut werden. Wer im Winter durchgefroren nach Hause kommt, findet dann allerdings keine direkte Wärmequelle, an der er seine kalten Finger aufwärmen kann.

Fenster als Wärmequelle im Passivhaus

Im Passivhaus werden Fenster nicht nur als Lichtquelle oder als Öffnung zu bestimmten Aussichten eingesetzt, sondern auch als Wärmelieferant durch Sonneneinstrahlung. Die Fenster an der Südseite sollten daher vergleichsweise groß ausfallen, Fenster an der Nordseite können hingegen kleiner ausfallen.

Den notwendigen Luftaustausch übernimmt im Passivhaus die Lüftungsanlage. Zwar lassen sich die Fenster öffnen, zumindest im Winter sollten die Bewohner jedoch auf langes Lüften verzichten – dabei geht zu viel wertvolle Wärme verloren.

Für ein Passivhaus liegen die Kosten pro Quadratmeter Wohnfläche rund 100 Euro über den Kosten für einen ansonsten vergleichbaren Neubau mit energetisch gesetzlichem Mindeststandard nach GEG. Zustande kommen diese Mehrkosten durch den zusätzlichen Materialaufwand für Dämmung sowie durch die Verwendung hochwertiger Komponenten wie Fenster mit dreifacher Verglasung sowie einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Insgesamt können Sie beim Passivhaus von Kosten von ca. 2.500 bis 3.000 Euro pro Quadratmeter bei schlüsselfertiger Ausführung ausgehen. Hierbei noch nicht berücksichtigt sind Grundstück, Fundament und Baunebenkosten.

Wie schnell sich diese Mehrkosten für eine höhere Energieeffizienz des Gebäudes auszahlen, hängt unter anderem von der Entwicklung der Energiepreise ab. Für ein Einfamilienhaus im Passivhausstandard, ohne zusätzliche Erzeugung erneuerbarer Energie, ist eine Amortisation nach 20 bis 30 Jahren möglich. Beziehen Sie beispielsweise über Photovoltaik Energie für eine Wärmepumpe, so verkürzt sich diese Zeit auf etwa die Hälfte.