1. Was ist ein Passivhaus?

1.1 Geschichte des Passivhauses

Die Anfänge des Passivhauskonzepts reichen bis in das Jahr 1991 zurück, als es in Darmstadt erfunden und zum ersten Mal angewandt wurde. Entwickelt wurde es von Dr. Wolfgang Feist. Die Idee eines extrem energieeffizienten Hauses gewann in der Folgezeit schnell an Popularität und wurde im Jahr 1998 zum Baustandard. Zuvor wurden mehrere hundert Wohngebäude zu Testzwecken gebaut, die über mehrere Jahre beobachtet und analysiert wurden, um mit Sicherheit bestätigen zu können, dass die Idee auch in der Realität funktioniert und kostengünstig realisiert werden kann. Die ersten Bewohner von Passivhäusern beschrieben ihren Aufenthalt in solchen Häusern als eine sehr angenehme Erfahrung. Daraufhin begann sich das Passivhaus in ganz Europa rasant zu verbreiten.

1.2 Wann gilt ein Haus als Passivhaus?

Der Ausdruck „Passivhaus“ ist zwar den meisten Menschen bekannt, doch nur wenige können erklären, was genau dieser Begriff eigentlich bedeutet. Das Passivhaus trägt seinen Namen, weil es nach dem Prinzip der Nutzung von Sonnenenergie und anderen erneuerbaren Energiequellen gebaut ist, so dass die Wärmeverluste minimal sind und praktisch keine zusätzliche Kühlung oder Heizung des Wohnraumes erforderlich ist. Passivhäuser sind also optimal energiesparende Gebäude mit etwas höheren Baukosten, die sich jedoch schnell amortisieren, da die jährlichen Kosten für Heizung und Kühlung um das bis zu 10-fache niedriger ausfallen als bei herkömmlichen Häusern. Ermöglicht wird diese Kostensenkung durch die kompakte Bauweise, bei der das Gebäude prinzipiell nicht in Volumina aufgeteilt wird, denn mehr Außenwände bedeuten eine größere Oberfläche, über die Wärme verloren geht. Außerdem ist der CO2-Fußabdruck von Passivhäusern auf dem niedrigsten Niveau, das sich mit der derzeitigen Technologie überhaupt erreichen lässt, da die Passivhausheizung ohne fossile Brennstoffe auskommt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es sich beim Passivhaus um eine ökologische Bauweise handelt, die natürliche Materialien und erneuerbare Energiequellen verwendet und somit nicht nur die Betriebskosten des Gebäudes senkt, sondern auch die Umwelt schont.

1.3 Vorteile des Passivhauses

Ein großer Vorteil des Passivhauses ist der extrem hohe Wohnkomfort im Miteinander mit Natur und natürlichen Materialien. Durch den Bau eines Passivhauses tragen Sie dazu bei, die Umwelt zu schonen und die Erderwärmung zu reduzieren. Ein weiterer Vorteil dieses Baustandards liegt in den sehr geringen Kosten für den Erhalt des Wohnkomforts im Sommer wie im Winter. Passivhäuser sehen genauso aus wie alle anderen Häuser, deshalb sind die architektonischen Gestaltungsmöglichkeiten fast grenzenlos. Es ist lediglich darauf zu achten, dass alle baulichen und sonstigen Elemente des Hauses den für Passivhäuser geltenden Standards entsprechen und das Gebäudevolumen so kompakt wie möglich ist.

1.4 Nachteile des Passivhauses

Passivhäuser haben praktisch keine Nachteile, bis auf eine größere Anfangsinvestition, die sich allerdings durch die extrem niedrigen Betriebskosten des Gebäudes sehr schnell amortisiert. Auch Fördergelder seitens der Bundesländer können beantragt werden, da die Länder den Bau umweltfreundlicher Passivhäuser mit unterschiedlich hohen Förderungen unterstützen. Ein potenzieller Nachteil besteht darin, dass ein Passivhaus keine Balkone, Vordächer, Anbauten, Keller oder Garagen besitzen kann. Alle diese Elemente stellen eine Quelle für höhere Wärmeverluste dar, wodurch der jährliche Energieverbrauch für die Gebäudeheizung, der unter den erforderlichen 15 kWh/m² pro Jahr liegen muss, nicht gewährleistet werden kann.

1.5 Niedrigenergiehaus und Passivhaus

Der Unterschied zwischen einem Niedrigenergiehaus und einem Passivhaus ergibt sich aus den strengen Standards für beide Bauweisen. Der Heizwärmebedarf (HWB) eines Passivhauses (auch Energiekennzahl – EKZ genannt) darf den Wert von 15 kWh/m²a (Kilowattstunden pro Quadratmeter in einem Jahr) nicht überschreiten. Diese Berechnung ist im PHPP-Standard (Passivhausprojektierungs-Paket des Passivhaus Instituts in Darmstadt) festgelegt und entspricht 10 kWh/m²a nach Richtlinie 6 des Österreichischen Instituts für Bautechnik (OIB). Diese Werte gelten für eine Raumtemperatur von 20 °C. Im für alle Gebäude verbindlichen Energieausweis (nach ÖNORM H 5055 Energieausweis für Gebäude) werden Gebäude nach ihrem Heizwärmebedarf pro Quadratmeter-Brutto-Grundfläche in mehrere Energieausweisklassen eingeteilt – wie bei Kühlschrank-, Reifen- und anderen EU-Labels wird auch hier nach den Kategorien A++ bis G unterschieden. Passivhäuser gehören in die Kategorien A++ (max. 10 kWh/m².a) und A+ (max. 15 kWh/m².a).

Bei Niedrigenergiehäusern darf der Heizwärmebedarf etwas höher liegen. In die Kategorie A gehören Niedrigenergiehäuser mit Komfortlüftung (Heizwärmebedarf max. 25 kWh/m².a), Energiesparhäuser fallen in die Kategorie B (max. 50 kWh/m².a) und Niedrigenergiehäuser in die Kategorie D (max. 150 kWh/m².a). Bei Passivhäusern können sich die in der Regelung festgelegten Unterschiede manchmal als problematisch erweisen, da der Unterschied von 1 kWh/ m².a nur minimal und in der Praxis nicht wahrnehmbar ist. Sowohl das Passivhaus als auch das Niedrigenergiehaus müssen kompakt gebaut werden, dürfen nur erneuerbare Energiequellen nutzen, müssen angemessen auf dem Grundstück platziert werden (nach Süden ausgerichtet) usw. Unterschiede in der Bauweise gibt es vor allem bei der Ausführung von Details, wie beispielsweise der Stärke und Art der Wärmedämmung.

2. Standard für Passivhäuser

Für den Bau von Passivhäusern gelten strenge und genau definierte Standards. Nur wenn das Haus alle erfüllt, kann es als passiv eingestuft werden. Die Punkte des Passivhaus-Standards sind wie folgt:

- Der jährliche Heizwärmebedarf darf 15 kWh/m².a nicht überschreiten.
Dämmung der Gebäudehülle mit einem Wärmedurchgangskoeffizienten von Bauelementen von weniger als 0,15 W/m2K. In der Praxis wird meist ein Wärmedurchgangskoeffizient unter 0,10 W/m2K verwendet, da dies einfacher ist.
- Das Haus darf keine Wärmebrücken aufweisen (ψ ≤ 0,01 W/mK).
- Höchste Luftdichtheit, kontrolliert durch Druckprüfung (gemäß ÖNORM EN ISO 9972 und der Ergänzung durch ÖNORM B 9972).
Ein Wert von n50 bei einer Druckdifferenz von 50 Pa darf nicht höher sein als 0,6 h -1.
- Verglasung mit Uw 0,8 W/(m 2 K) oder weniger (Einbau von Fenstern und Türen gemäß ÖNORM B 5320), um auch im Winter Nettowärmegewinne zu gewährleisten.
- Fensterrahmen müssen einen Uf-Wert von 0,8 W / (m 2 K) oder weniger aufweisen (ÖNORM EN ISO 10077-2:2018 02 01).
- sehr geringe Wärmeverluste für die Warmwasserbereitung
- effiziente Stromnutzung für Geräte im Haus (Maschinen und Geräte der Kategorie A oder A+)
- Lüftung mit Wärmerückgewinnung mit geringem Stromverbrauch
- Primärenergieverbrauch pro Jahr weniger als 120 kWh / (m2a)
- Stromverbrauch pro Jahr weniger als 18 kWh / (m2a)

3. Passivhaus entwerfen

Wenn Sie ein Passivhaus wünschen, reicht es nicht, nur die einzelnen Komponenten zusammenzubauen. Um den Standard zu erreichen, brauchen Sie einen umfassenden Architektur- und Ausführungsplan, der alle Komponenten sinnvoll zu einem zusammenhängenden Ganzen verbindet. Wichtig sind auch die Details, wie etwa die Ausführung der Fassade. Weil Passivhäuser solche spezifischen Standards erfüllen müssen, kann ohne das notwendige Know-how bei Planung und Ausführung schnell ein Pfuschbau herauskommen – ein Puzzle aus allen Komponenten ohne jede Harmonie.

3.1 Passive und aktive Ansätze

Die Planung umfasst passive und aktive Ansätze. Passive Ansätze sind die Nutzung natürlicher Gegebenheiten in der Umwelt (z. B. Topografie und Sonneneinstrahlung oder Verschattung) und eine geeignete architektonische Gestaltung, die die Kompaktheit der Gebäudeform, die optimale Dicke der Fassadenschichten (insbesondere der Wärmedämmung), den Einbau von Fenstern und Türen mit minimaler Wärmeleitfähigkeit und andere Gesichtspunkte berücksichtigt.

3.2 Ausrichtung auf dem Grundstück

Durch die richtige Ausrichtung des Hauses wird die erfolgreiche Ausnutzung der Besonnung gewährleistet, was insbesondere im Winter wichtig ist, um durch solare Energiegewinne eine positive Energiebilanz zu erzielen. Neben der Ausrichtung der Fenster sind auch die Ausrichtung der Fassade sowie die Kenntnis der Jahreszeiten in der Region und des täglichen Sonnenverlaufs wichtig. Grundsätzlich gilt, dass an der Nordfassade kleine Fenster eingebaut werden sollten und an der Südfassade größere. Darauf folgen die Ost- und Westfassade, wobei erstere morgens und letztere abends von der Sonne beleuchtet wird.

Unterschiede in der Besonnung der verschiedenen Fassadenseiten zeigen sich auch im Laufe der Jahreszeiten, da die Südfassade nicht immer diejenige mit der stärksten Besonnung ist. Nur im Winter bekommt die Südseite des Hauses am meisten Sonnenlicht ab, im Sommer werden die Ost- und Westseite stärker besonnt. All dies hat einen starken Einfluss auf den Grundriss von Passivhäusern, der alle oben genannten Vorteile nutzen und berücksichtigen muss. Auch die Wahl des Grundstücks wird dadurch beeinflusst, da manche Grundstücke aufgrund ihrer ungünstigen Lage für den Bau von Passivhäusern überhaupt nicht geeignet sind. Das Wichtigste ist, dass Wohnräume und große Fenster nach Süden ausgerichtet werden, denn die dadurch möglich gemachten solaren Energiegewinne im Winter steuern bis zu 40 % der benötigten Heizenergie bei.

3.3 Hindernisse auf dem Grundstück

Neben der richtigen Ausrichtung ist es sehr wichtig, dass vor der Südfassade keine architektonischen oder natürlichen Hindernisse vorhanden sind, die die Sonnenstrahlen am Erreichen der Fenster hindern könnten. Aus diesem Grund sind größere und immergrüne Bäume mit dichten Baumkronen sowie direkt vor der Fassade stehende Gehölze, Anbauten, Vordächer und dergleichen unerwünscht. Wenn Sie Bäume in unmittelbarer Hausnähe pflanzen möchten, sind Laubbäume ein guter Kompromiss, da sie im Herbst ihre Blätter abwerfen und somit den Weg der Sonnenstrahlen zum Haus nicht so stark blockieren.

3.4 Speicherung von Solarenergie

Wärme wird gespeichert, um sie später nutzen zu können. Im Falle der Nutzung von Solarzellen ist dies besonders wichtig, da bereits wenige aufeinanderfolgende wolkige Tage die Energiegewinnung unmöglich machen. An sonnigen Tagen kann die Solarenergie gespeichert werden, damit sie an bewölkten und niederschlagsreichen Tagen, von denen es im Winter reichlich gibt, genutzt werden kann. Die tagsüber akkumulierte Energie wird in massiven Materialien gespeichert und kann dann bei Bedarf ins Gebäudeinnere abgegeben werden. Geeignete Materialien hierfür sind Lehm, Beton oder Ziegel, am besten ist jedoch Wasser, weil es die mit Abstand höchste spezifische Wärme aufweist.

3.5 Ein Passivhaus hat ein kompaktes Volumen

Jedes Gebäude verliert die meiste Wärme über seine Fassade bzw. Außenhülle. Diese Wärmeverluste werden als Übertragungsverluste bezeichnet. Je größer die Fläche der Gebäudehülle, desto größer die Übertragungsverluste. Daher gilt bei der Gestaltung von Passivhäusern die goldene Regel des einfachen und kompakten Volumens, das meistens die Form eines Quaders hat. Diese Form ermöglicht größtmögliches Gebäudevolumen bei kleinstmöglicher Fläche der Außenhülle. Der Fachbegriff für das Verhältnis von Fläche zu Volumen ist der sog. Formfaktor. Der passive Standard kann manchmal auch durch ein gegliedertes Gebäudevolumen erreicht werden, was aber auch viel höhere, irrationale Baukosten bedeutet.

3.6 Wärmedämmung

Die thermische Gebäudehülle ist die Trennlinie zwischen dem Inneren des Hauses und seiner Umgebung. Sie besteht aus den Außenwänden, an unbeheizte Gebäudeteile grenzenden Innenwänden sowie Boden, Dach, Fenster und Außentüren. Nach dem Standard für Passivhäuser muss die thermische Gebäudehülle ausgesprochen gute Wärmedämmeigenschaften aufweisen: Bauelemente müssen einen U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) von weniger als 0,15 W / (m2 K) aufweisen. In der Praxis ist der Wärmedurchgangskoeffizient oft sogar noch niedriger, mit einem U-Wert von weniger als W/(m2 K). Die erforderliche Stärke der Wärmedämmung wird durch die Zusammensetzung der Fassade bestimmt und beträgt normalerweise zwischen 25 und 40 cm. Für die Wärmedämmung sind grundsätzlich alle bekannten Dämmstoffe, sowohl organische als auch anorganische geeignet, doch hierbei muss man wissen, dass die erforderliche Stärke der Dämmschicht je nach Dämmstoff anders ausfällt.

3.7 Glasflächen und Türen

Weil richtig platzierte Fenster im Winter hohe solare Energiegewinne einbringen, ist es besonders wichtig, ihre Anordnung im Gebäude mit Bedacht zu planen (Wohnräume mit großen Fenstern müssen nach Süden ausgerichtet werden). In Passivhäusern werden Fenster mit verfeinerten Wärmedämmeigenschaften eingebaut, also mit 3-Scheiben-Wärmeschutzverglasung (Ug 0,5 W/m2K - max. 0,7 W/m2K), die viele Vorzüge hat. Im Winter lassen sie mehr Wärmeenergie in den Innenraum, als über die Gebäudehülle verloren geht und aufgrund der hohen Temperaturen der Glasoberfläche tritt auch keine Kondensation auf.

Für die Erfüllung des Passivhaus-Standards sorgen zusätzlich auch emissionsarme Beschichtungen auf der Innenseite der Verglasung, die den Wärmeübergang von innen nach außen reduzieren. Dabei ist zu beachten, dass Passivhäuser gemäß geltendem Standard einen hohen Transmissionsgrad der gesamten Sonneneinstrahlung in den Raum aufweisen müssen (g ≥ 50 % nach ÖNORM B 5320). In der Regel werden überall am Haus die gleichen Fenster eingebaut, jedoch mit unterschiedlichem g, je nachdem, an welcher Seite des Gebäudes sich die Fenster befinden (Himmelsrichtung).

Im Sommer ist Innenraumüberhitzung auch bei Passivhäusern eine große Gefahr, weshalb an den Glasflächen außenliegender Sonnenschutz angebracht werden muss (Außenjalousien oder andere Beschattungslamellen).

3.8 Luftdichtheit ohne Wärmebrücken

Sowohl Passivhäuser als auch Niedrigenergiehäuser benötigen eine durchgehend luftdichte thermische Hülle. Eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Bauelemente ist dazu nicht ausreichend. Nur mit einer fachgerecht ausgeführten Fassade und wärmebrückenfreien Fugen können Wärmeverluste minimiert werden. Wärmebrücken sind Stellen an der Gebäudehülle, an denen Wärme schneller in den Außenraum gelangt als an anderen Stellen. Bei Fenstern und Türen sind Wärmeverluste jedoch nahezu unvermeidbar. Vorschriftsgemäß darf der Wärmedurchgangskoeffizient von Fenstern 0,85 W/m²K oder weniger betragen und die Wärmebrücken dürfen bei Passivhäusern einen Wert von 0,01 W/m²K nicht überschreiten (bei Niedrigenergiehäusern liegt dieser Wert bei 0,05 W/mK). Um Wärmebrücken zu vermeiden, muss in der Planungsphase ständig geprüft werden, ob das Haus empfindliche Stellen besitzt und bei positivem Befund muss der Plan umgehend korrigiert werden.

Die Luftdichtheit von Gebäuden wird mit dem sog. Differenzdruck-Messverfahren (auch Blower-Door-Test genannt) überprüft. Bei Massivbauten tragen auch Maßnahmen wie durchgehender Innenputz und sorgfältig ausgeführte Installationen zur Luftdichtheit des Gebäudes bei. Bei Häusern in Holzbauweise wird zusätzlich eine Dampfsperre an der Innenseite angebracht, die ebenfalls eine luftdichte Oberfläche besitzt. Zur Abdichtung von Plattenstößen, Dilatationsfugen usw. stehen Abdicht- und Klebebänder zur Verfügung.

3.9 Belüftung

Die Lüftungsanlage ist einer der wichtigsten Bestandteile jedes Passivhauses. Bei Passivhäusern ist ein System der kontrollierten Lüftung mit Wärmerückgewinnung Pflicht. Wärmerückgewinnung bedeutet, dass die Wärme der Abluft in den Innenraum zurückgeführt wird. Die Frischluft wird durch ein Gitter an der Fassade oder dem Dach erfasst und über sorgfältig gedämmte Rohre einem Lüftungsgerät oder Rekuperator zugeführt. Diese Frischluft wird durch die Wärme der ausgedienten Luft erwärmt, die aus dem Inneren des Gebäudes gesaugt wird. Vom Rekuperator gelangt die Frischluft in die einzelnen Räume (Schlafzimmer, Wohnzimmer, Esszimmer, Schrank, Kinderzimmer usw.). Die ausgenutzte Luft wird abgesaugt und aus „schmutzigen“ Räumen (z. B. Bad, Küche, Toilette, Heimfitness usw.) abgeführt.

Der für Passivhäuser geltende Standard fordert einen thermischen Wirkungsgrad von mindestens 85 %, moderne Geräte erreichen jedoch 90 % oder sogar mehr. Dank des Wärmerückgewinnungssystems bleibt die Luft im Haus immer frisch. Theoretisch ist es daher nicht erforderlich, durch geöffnete Fenster zu lüften. Dies wäre insbesondere im Winter nicht erwünscht (weil durch die geöffneten Fenster viel Wärme entweichen würde), aber auch im Sommer würde das Öffnen der Fenster die Energiebilanz durcheinanderbringen (weil zu viel Wärme von außen eindringen würde, wodurch eine stärkere Gebäudekühlung notwendig wäre). Das bedeutet nicht, dass das Öffnen von Fenstern nicht erlaubt oder möglich ist. Die meisten Menschen lüften ihre Wohnung in den Herbst- und Frühjahrsmonaten gerne durch Querlüftung (cross ventilation) oder genießen es einfach, am offenen Fenster zu sitzen.

3.10 Heizung

Jedes Passivhaus ist so konzipiert und gebaut, dass es zum Heizen lediglich ein Minimum an zusätzlicher Wärme benötigt. Dies ist – zumindest in der Theorie – eigentlich nur bei Außentemperaturen unter dem Gefrierpunkt notwendig (in vielen Regionen Österreichs also nur in den drei kältesten Wintermonaten). Das Haus wird auch im Winter durch die oben erwähnten solaren Energiegewinne passiv beheizt. Viele Passivhäuser werden mit eingebauten Solarzellen und/oder Wärmepumpen ausgestattet, die erneuerbare Energiequellen nutzen.

Neben der Gebäudeheizung muss natürlich auch das Brauchwasser erwärmt werden. Der Anteil der Wärmeenergie, die zu diesem Zweck verwendet wird, liegt bei „konventionellen“ Häusern bei etwa 10 – 13 %. Bei Passivhäusern ist die Situation jedoch eine ganz andere, weil hier für die Brauchwassererwärmung doppelt so viel Energie benötigt wird, wie wir für die Erwärmung der Raumluft, also die Gebäudeheizung. Außerdem wird das Gebäude nur im Winter beheizt, Warmwasser wird jedoch das ganze Jahr über benötigt. In Passivhäusern werden zur Raumheizung in der Regel Wärmepumpen in Kombination mit Photovoltaikanlagen eingesetzt, die 40 - 60 % der Energie liefern, die für die Warmwasserbereitung benötigt wird.

3.11 Ausführung von Details

Es sind die Details, die letztendlich dafür sorgen, dass das Passivhaus keine Wärmebrücken aufweist. Darum sind sorgfältige Planung und hochwertige Ausführung aller Details sehr wichtig dafür, dass eine ausreichende Energieeffizienz der Gebäudehülle erreicht wird. Besonders wichtig sind die Details der Stöße und Fugen im Bereich der Fundamente, wo am häufigsten ein Plattenfundament hergestellt wird, das auf einer feuchtigkeitsbeständigen Wärmedämmschicht (z. B. aus extrudiertem Polystyrol – XPS) verlegt wird. Ein wichtiges Detail ist auch der Einbau von Fenstern und Türen. Auch wenn die hochwertigsten Fenster und Türen mit der geringsten Wärmeleitfähigkeit eingebaut werden, nützt das nichts, wenn Montage und Abdichtung nicht fachgerecht ausgeführt werden.

4. Baukosten beim Passivhausbau

Beim Bau eines Passivhauses kommen mit Sicherheit höhere Baukosten auf Sie zu als beim Bau eines „konventionellen“ Hauses. Trotz einer etwas höheren Anfangsinvestition rechnet sich das Passivhaus aufgrund der bis zu 10-fach niedrigeren Betriebskosten, was vor allem auf die extreme Optimierung von Heizung und Kühlung zurückzuführen ist. Die Bundesländer stellen großzügige Förderungen zur Verfügung, durch die Sie Ihre Baukosten erheblich senken können.