Passivhaus Objektdokumentation - Hems
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Passivhaus Objektdokumentation PLUSHAUS IN PASSIVHAUSBAUWEISE EINFAMILIENHAUS IN AUGSBURG Verantwortlicher Planer Werner Friedl, Dipl.-Ing. (FH) www.architekt-friedl.de Architekturbüro Friedl [email protected] Das überdurchschnittlich ausgestattete PLUSHAUS in Passivhausbauweise wurde für eine Familie mit drei Kindern im innerstädtischen Bereich von Augsburg errichtet. Bezogen auf den Jahresheizwärmebedarf produziert das zweigeschossige Einfamilienhaus mit beheiztem Keller einen jährlichen Energieüberschuss von ca. 35%. Eine weitere Besonderheit ist der bilanziert betrachtete „negative Primärenergiekennwert“ für Warmwasser, Heizung und Hilfsstrom. Dieser „negative Primärenergiekennwert“ für das Passivhaus wird erreicht durch den Einsatz von Biomasse in Kombination mit solarer Heizungsunterstützung und einer Fotovoltaikanlage. Besonderheiten: Plusstandard durch Fassadenkollektoren u. Fotovoltaik, Biomasse zur Restbeheizung, Regenwassernutzung, …. U-Wert Außenwand 0,103 W/(m²K) PHPP Jahres- U-Wert Bodenplatte 0,103 W/(m²K) Heizwärmebedarf U-Wert Dach 0,076 W/(m²K) PHPP Primärenergie 48 / 8* / - 8** U-Wert Fenster 0,76 W/(m²K) *ohne Haushaltsstrom kWh/(m²a) 12 kWh/(m²a) **Bilanziert m. PV Wärmerückgewinnung 88 % PLUSHAUS in Passivhausbauweise Drucktest n50 1 0,2 h-1 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Inhalt 1 1 Kurzbeschreibung ........................................................................................................................ 2 2 Die wichtigsten Kennwerte ......................................................................................................... 4 3 Ansichten außen .......................................................................................................................... 5 3.1 Gebäudeansichten ................................................................................................................... 5 3.2 Ansichten im Detail ................................................................................................................. 6 4 Innenraum ................................................................................................................................... 8 5 Schnittzeichnungen ..................................................................................................................... 9 6 Grundrisse ................................................................................................................................. 10 6 Konstruktionsdetails der Passivhaus ‐Hülle und ‐Technik ......................................................... 13 6.1 Konstruktion inkl. Dämmung der Bodenplatte mit Anschlusspunkten zu AW / IW .............. 13 6.2 Konstruktion inkl. Dämmung der Außenwände mit Anschlussp. zu ander. Wänden ........... 14 6.3 Konstruktion inkl. Dämmung des Daches mit Anschlusspunkten zu AW / IW ...................... 17 6.4 Fensterschnitte inkl. Einbauzeichnung, Fenstertyp / Kennwerte ......................................... 19 6.5 Beschreibung der luftdichten Hülle, Dokumentation des Drucktestergebnisses ................. 20 6.6 Lüftungsplanung Kanalnetz ................................................................................................... 25 6.7 Lüftungsplanung Zentraleinheit ............................................................................................ 27 6.7 Wärmeversorgung ................................................................................................................. 27 7 Baukosten des Plushauses ‐ Baujahr ‐ Bauzeit ........................................................................ 29 8 Kurzdokumentation wichtiger PHPP Ergebnisse ....................................................................... 30 9 Projektbeteiligte ........................................................................................................................ 31 10 Erfahrungen der Bewohner / Verbrauchswerte .................................................................... 32 11 Veröffentlichungen ................................................................................................................ 32 12 Tag des Passivhauses ............................................................................................................. 33 Kurzbeschreibung Im Jahr 2005 wurde das Architekturbüro Friedl aus Adelzhausen mit der Planung des Passivhauses in Augsburg-Hochzoll für eine Familie mit drei Kindern beauftragt. Die Bauherrenfamilie wurde durch eine Veröffentlichung des Architekten im Buch „Neue Passivhäuser“, erschienen bereits 2003 im Callwey-Verlag, auf das Architekturbüro aufmerksam. Von Anfang an stand fest ein Passivhaus zu bauen. Im Zuge der Entwurfsplanung und der energetischen Optimierung der Gebäudehülle und Anlagentechnik wurde der Plusstandard realisiert. Es handelt sich um das erste „Qualitätsgeprüfte zertifizierte Passivhaus“ in Augsburg. Aus ökologischer Sicht kam für den geringen Restheizbedarf zur Abdeckung von Spitzenlasten als Energieträger nur ein nachwachsender Rohstoff in Betracht. Mittels eines kleinen Pellet-Primärofens wurde dies realisiert. Eine Wärmepumpe wurde aus ökologischer Sicht abgelehnt. Im Gespräch war kurzzeitig ein mit Pellets betriebenes Mini-BHKW. Der Hersteller konnte aber kein funktionstüchtiges Gerät garantieren, bis heute nicht. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 2 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Städtebaulich betrachtet liegt das Baugrundstück im innerstädtischen Bereich von Augsburg-Hochzoll. Der Lech liegt in unmittelbarer Blickrichtung vom Gebäude. Man kann das Rauschen des fließenden Wassers hören. Eine „Welle des Lechs“ hat dem Gebäude das Erscheinungsbild der Wellenform gegeben. So beruhigend das Wasserrauschen am Tage auch sein mag, abends könnte man sich gestört fühlen. Aber im Passivhaus bleiben bekanntlich die Fenster geschlossen und somit ist für erholsamen Schlaf gesorgt. Die Nachbarbebauung besteht aus Wohngebäudebestand und neuen Reihen- und Einzelhäusern. Das exklusive Baugrundstück wurde optimal bebaut. Der Carport ist ein Grenzbau und bildet durch den fließenden Übergang zum Wohngebäude eine Einheit. Baurechtlich wurden ausnahmslos alle Belange eingehalten. Durch die dichte Nachbarbebauung war die Schaffung von öffentlichen, halböffentlichen und privaten Zonen im Außenbereich wichtig. Profitiert haben die Bauherren von der langjährigen Passivhauserfahrung des Architekten. Es wurden die Varianten Massivbau und Holzbau untersucht. Ebenso wurden in der Anlagentechnik verschiedene innovative Konzepte besprochen. Wert wurde auf einen überdurchschnittlichen Wohnkomfort gelegt. Deshalb kam eine kostengünstigere Zuluftheizung im Lüftungssystem nicht in Frage. Dieser Ansatz „Beheizung im Lüftungssystem“ entspräche eher dem kostengünstigen sozialen Wohnungsbau mit all den Nachteilen, wie zum Beispiel der Gefahr von zu trockener Raumluft oder kalten Bodenbelägen (z.B. bei Fliesen). Beheizt wird nur über Flächenheizungen im Fußbodenbereich. Somit können auch Schlafräume und Bäder unterschiedlich temperiert werden. So wurde speziell für den im Wohnzimmer aufgestellten Pelletofen ein automatisches Beschickungssystem zur Komfortverbesserung entwickelt. Das Pelletlager im Keller reicht vollgefüllt über viele Jahre. Eine hochwertige Videosprechanlage ist ebenfalls vorhanden. Das Regenwasser wird auf dem Grundstück in einem ca. 7.000 Liter fassenden Erdspeicher gesammelt und für die 4 Toiletten zur Spülung benutzt. Die beiden Außenwasserhähne sind an das Regenwassernetz angeschlossen. Ist der Regenspeicher leer, dann erfolgt eine automatische Umschaltung an das reguläre Trinkwassernetz. Besonderen Wert wurde auf den sommerlichen Wärmeschutz gelegt. Das Architekturbüro hatte bereits Passivhauserfahrungen in Holz- und auch in Massivbauweise. Ein „kühles“ Gebäude ist bei Passivhäusern in Massivbauweise im Sommer einfacher sicherzustellen. Die Temperaturen des gebauten Plushauses werden bei korrekt funktionierendem Sonnenschutz und korrekter Sommerlüftung im Sommer unter 24 ° C bleiben. Das Highlight des Passivhauses ist der Plusstandard. Bezogen auf den Jahresheizwärmebedarf produziert das Gebäude bilanziert betrachtet ca. 35 % überschüssige Energie. Diese überschüssige PLUSHAUS in Passivhausbauweise 3 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Energie wird als Strom ins Netz eingespeist und vergütet. Besonderheit ist der bilanziert betrachtete „negative Primärenergiekennwert von – 8 kWh/(m²a)“ für Warmwasser, Heizung und Hilfsstrom. Erreicht wird dies durch den Einsatz von Biomasse als Energieträger in Kombination mit einer solaren Heizungsunterstützung und in Verbindung mit einer Fotovoltaikanlage. Sinnvollerweise wurde die Spülmaschine und die Waschmaschine direkt an das Warmwassernetz des 750 Liter Pufferspeichers angeschlossen. Dadurch wird weitere elektrische Energie eingespart, was sich primärenergetisch betrachtet ebenfalls positiv auswirkt. Besonderheiten: • Plusstandard in Passivhausbauweise (bezogen auf den Jahresheizwärmebedarf) • „Negativer Primärenergiekennwert“ (bezogen auf WW, Heizung und Hilfsstrom) • „Flexible Fotovoltaikanlage“ dem 3-dimensional gekrümmten Dachverlauf folgend • Großflächige Fassadenkollektoren zur solaren Wärmegewinnung • Dachbegrünung im sichtbaren Bereich • Regenwassernutzung für WC und Garten • Biomasse für die Wärmeerzeugung zur Spitzenlastabdeckung • Erhöhter sommerlicher Wärmeschutz durch die Massivbauweise • ….. 2 Die wichtigsten Kennwerte • PHPP Jahres-Heizwärmebedarf • Drucktest n50 • U-Wert Außenwand EG/OG KG gegen Erdreich Souterrain Wandscheibe Bodenplatte Dächer Hauptdach Erkerdach Öffnungen Fenster Fenster g-Wert Haustüre Wärmerückgewinnung Biomasse als Energieträger für Spitzenlasten Solarer Wärmebeitrag d. Fassadenkollektoren Einsparung durch Solarstromerzeugung Primärenergiekennwerte a) WW, Heizung, Hilfs- u. Haushaltsstrom • • • • • • • • 12 kWh/(m²a) 0,2 h-1 0,103 W/(m²K) 0,160 W/(m²K) 0,135 W/(m²K) 0,095 W/(m²K) 0,103 W/(m²K) 0,076 W/(m²K) 0,127 W/(m²K) 0,76 W/(m²K) 54 % 0,71 W/(m²K) 88 % 2 461 kWh/a 2 135 kWh/a b) WW, Heizung u. Hilfsstrom Einsparung durch solar erzeugten Strom Bilanziert betrachtet: PLUSHAUS in Passivhausbauweise => „Negativ“ 4 + 48 kWh/(m²a) + 8 kWh/(m²a) - 16 kWh/(m²a) - 8 kWh/(m²a) www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 3 3.1 Ansichten außen Gebäudeansichten Ansicht von Südwest mit Ausrichtung auf den naheliegenden Lech. Die Außenanlagen wurden zu diesem Zeitpunkt noch nicht ausgeführt. Ansicht von Südost im Sichtbereich der Dachwelle extensiv begrünt.. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 5 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Ansicht von Nordost mit dem Geräteschuppen zur Raumbildung. Letzte Malerarbeiten wurden zu diesem Zeitpunkt ausgeführt. 3.2 Ansichten im Detail Ansicht von Südwest mit dem dunklen Erker zur Höhenstaffelung des Bauwerks. Im rechten Bild sind die Fassadenkollektoren von den Passivhausfenstern eingerahmt. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 6 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Im Sichtbereich extensiv begrünt. wurde die „Welle“ Die Verlegezeit für die Vegetationsmatten betrug nur einen halben Tag. Die Vegetationsmatten kamen auf Trägermaterial vorkultiviert, um aufwendige Schubsicherungen einzusparen. Detailansicht der Dachbegrünung Eine weitere Besonderheit sind die „flexiblen“ in die Dachabdichtung integrierten Fotovoltaikmodule. Diese Module passen sich dem dreidimensional gekrümmten Dach optimal an und wandeln solare Strahlungsenergie direkt in elektrischen Strom um. Detailansicht der „flexiblen Fotovoltaikanlage“ Die 13,80 m2 wirksame Fassadenkollektorfläche erwärmt den Pufferspeicher. Aus dem Pufferspeicher wird die erforderliche Energie für Beheizung und zur Warmwasserbereitung bezogen. Die wärmebrückenfreie Befestigung an der mit 300mm gedämmten Außenwand erforderte Sonderkonstruktionen. Detailansicht eines Fassadenkollektors PLUSHAUS in Passivhausbauweise 7 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 4 Innenraum Als einziger Wärmeerzeuger im Haus wurde zur Abdeckung von Spitzenlasten ein innovativer geräuschloser PelletPrimärofen-Kessel eingebaut. Einzig die Pellets hört man in den Brennertopf fallen. Man kann praktisch die erforderliche „Energie sehen und genießen“. Aber in diesem PLUSHAUS fallen die Pellets bekanntlich nicht so häufig in den Brennertopf. Zum Einsatz kam außerdem ein eigens entwickeltes automatisches Befüllsystem für die Pellets. Mehr hierzu in den Konstruktionsdetails. Detailansicht des Pelletofens Wohn- / Essbereich, im Hintergrund der Pellet-Primärofen PLUSHAUS in Passivhausbauweise 8 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 5 Schnittzeichnungen Längsschnitt Gut erkennbar ist die gedämmte und luftdichte „Thermische Hülle“. Die Dämmschalen sind im Schnitt gelb dargestellt. Der Keller befindet sich komplett innerhalb des beheizten Bereiches. Deshalb sind auch keine Anforderungen bezüglich der Luftdichtheit vom Keller- ins Erdgeschoß einzuhalten. Im Westbereich wird der Keller durch das Souterrain mit Tageslicht versorgt. Bis auf das Dachtragwerk und der (roten) Wandscheibe im Erdgeschoss handelt es sich beim Gebäude um einen Massivbau mit davorliegender Superdämmschale. Im Erd- und Obergeschoss, bestehend aus tragender 175mm Kalksandsteinwand mit 300mm starkem Wärmedämmverbundsystem. Die Bodenplatte ist unterseitig mit XPS-Dämmstoff lückenlos gedämmt. Für die untypische dreidimensional gekrümmte Dachform haben alle Holzstegträger unterschiedliche Auflagerhöhen erhalten. Die entsprechenden unterschiedlichen Auflagerhöhen wurden vom Betonbauer zentimetergenau hergestellt. Die Hebeanlage im Bereich der Bodenplatte wurde im Rahmen der Bauausführung ohne Pumpensumpf realisiert. Diese Vereinfachung bringt nochmals eine verbesserte Dämmhülle mit sich. Nach Abwägung der Vor- und Nachteile von Holzbauweise zur Massivbauweise entschlossen sich die Bauherren schließlich für die Massivbauweise. Grund hierfür ist der erheblich bessere sommerliche Wärmeschutz. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 9 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Querschnitt Die Schnittebene zeigt den Flurbereich im Obergeschoss mit der geringsten lichten Raumhöhe. Die Dachentwässerung erfolgt im Sickenbereich des Hauptdaches in eine Kastenrinne. Im Bereich des Carportes erfolgt die Dachentwässerung in die traufseitige Kastenrinne an der Grundstücksgrenze. Auch im Querschnitt ist die „Thermische Hülle“ deutlich erkennbar. 6 Grundrisse Auf dem 525 m2 Grundstück sollte vom Architekten ein „großes Raumprogramm“ realisiert werden. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 10 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Um eine „menschliche Architektur“ sicherzustellen wurde im Entwurf Wert auf eine „Leichtigkeit in der Architektur“ gelegt. Deshalb gibt es auch keine geschlossene Garage um die sichtbare Baumasse zu verringern. Vielmehr gibt die Transparenz des Carportbereiches mit dem darüber liegenden Bogendach dem Baukörper erst die “Dynamik der Welle” und die gewünschte “Leichtigkeit”. Außerdem ist vorgesehen den überdachten Carportbereich als multifunktionalen Freiraum zum Spielen für die Kinder oder für Sommernachtsfeste zu nutzen. Bei dem Wohngebäude handelt es sich um einen “einhüftigen” Grundriss mit Erschließungszone im Norden sowie Wohn- / Schlafbereich im Süden. Besonders wichtig war der offene Koch-/Ess- und Wohnbereich. Jedes Familienmitglied ist in diesen offenen Räumen Teil des ganzen Familienverbundes und kann sich diesem nicht entziehen. Individualräume sind im Obergeschoss ausreichend vorhanden. Ein hochwertiger Heimkinoraum mit Großbildleinwand ist im Keller vorgesehen. Im Obergeschoss befinden sich die Individualräume für drei Kinder und für die Eltern. Besonders attraktiv ist das Elternschlafzimmer mit unverbaubarem Blick auf den Lech mit davorliegender Parklandschaft. Den Kindern und den Eltern wurde je eine Sanitäreinheit zugeordnet. Im Grundriss ist der eingeschossige begrünte Carportbereich als Draufsicht gut erkennbar. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 11 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Im beheizten Kellergeschoss befinden sich der Technikraum, der Pelletbunker mit Vorratsmenge für viele Jahre. Der Hobbyraum wird mit Tageslicht über das Souterrain versorgt und ist als Heimkinoraum vorgesehen. Eine weitere Sanitärzelle mit Dampfdusche und ein Hauswirtschaftsraum sind ebenfalls vorhanden. Die Entwässerung im Kellergeschoss erfolgt über eine Hebeanlage. Die Hebeanlage ist durch die “Hebeschleife” luftdicht ans öffentliche Kanalnetz angeschlossen. Sichtbar ist auch der Lufterdreichwärmetauscher in DN 200. Die Leitungslänge des Erdreichwärmetauschers beträgt etwa 65 Meter. Von oben betrachtet sieht man die Fotovoltaikanlage mit 2,4 kWp Leistung. Im von unten sichtbaren Dachbereich ist eine extensive Dachbegrünung ausgeführt. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 12 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 6 Konstruktionsdetails der Passivhaus -Hülle und -Technik 6.1 Konstruktion inkl. Dämmung der Bodenplatte mit Anschlusspunkten zu Außen- und Innenwänden Die Bodenplatte wurde unterseitig zweilagig mit 2 x 120 mm XPS-Dämmung ausgelegt. Die zulässige Ausführung der mehrlagigen Dämmung unterhalb der Bodenplatte wurde vom Hersteller für dieses Bauvorhaben freigegeben. Die statische Belastung der Bodenplatte liegt in allen Bereichen deutlich unter den zulässigen Druckwerten der eingebauten Dämmung. In 50 Jahren wird die Dämmung nur etwa um 3 mm zusammengedrückt. Um die konstruktiv bedingten Wärmebrücken noch geringer zu halten, werden die Kellerinnenwände in der untersten Steinreihe mit KS-ISO-Kimmstein mit guter Materialdämmung vermauert. Die Bodenplatte ist somit unterhalb und oberhalb homogen gedämmt. Im Bild links ist die von der Planung abweichende Ausführung der Hebeanlage zu sehen. Statt des Pumpensumpfes und der schwierig zu dämmenden Bereiche unterhalb des Pumpensumpfes wurde die Hebeanlage in die Bodenplatte integriert. Alle Gussleitungen zur Hebeanlage verlaufen zwischen den beiden Stahlbewehrungslagen der Bodenplatte. Die Bodenplatte ist dadurch homogen mit 240 mm unterseitig gedämmt. Die Kellerfenster sind zertifizierte Passivhausfenster. Um Wärmeströme zu unterbinden sind die Fenster vor der Kellerwand montiert und luftdicht angeschlossen. Durch die nachträgliche Dämmung der Kellerwand konnten die Kellerfensterrahmen ausreichend überdämmt werden. Alle weiteren Auflager, wie z.B. das Hauseingangspodest sind thermisch von der Fassade entkoppelt. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 13 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Aufbau der Bodenplatte: Bodenplatte 6.2 Fliesen – Zementestrich – Trittschall PS – 100mm XPS Dämmung – Abdichtung – 250mm Stahlbetonplatte mit Trennlage – 240 mm XPS Dämmung – Sauberkeitsschicht Beton – Kiesunterbau U-Wert 0,103 W/(m²K) Konstruktion inkl. Dämmung der Außenwände mit Anschlusspunkten zu anderen Wänden Die 175mm Kalksandstein-Außenwände wurden mit 300 mm WDVS kaltseitig gedämmt. Zum Einsatz kamen Polystyrol-Dämmplatten mit einer Wärmeleitgruppe von 0,32 (Grundstoff “Neopor von BASF”). In linker Skizze ist der Sockelbereich dargestellt. Die 60 mm starke Aufdoppelung dient zum Ausgleich von Bautoleranzen. Architektonisch unerwünscht ist eine sichtbare Sockelkante. Vielmehr soll das Gebäude nahtlos aus dem Erdreich “wachsen”. Ein abweichender Wandaufbau kam im Bereich der “Roten Wandscheibe” zum Einsatz. Technisch ist es kaum möglich die Wandscheibe architektonisch ansprechend und filigran über die “Thermische Hülle” überstehen zu lassen. Die Wandscheibe zieht sich bis in den Souterrainbereich. Von außen betrachtet ist der hohe technische Aufwand der Wandscheibe nicht ersichtlich. Im Detail sieht man die komplexen Übergänge. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 14 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Aufbau der Regel-Außenwand Außen- Kalkgipsputz – 175 mm Kalksandsteinmauerwerk - U-Wert wand im 300 mm WDVS mit WLG032 - WDVS Außenputz mit Gewebespachtelung 0,103 W/(m²K) EG / OG Alle Durchdringungen wurden, soweit technisch möglich, wärmebrückenfrei ausgeführt. Im Bild links ist der Anschluss des Antennenmastes an den Ringanker dargestellt. Zur Entkoppelung wurden Kunststoffhülsen zwischen Kopfplatte und Beton vorgesehen eingebaut. Im Bereich der Türsprechstelle wurden thermisch getrennte Aufdoppelungselemente der Firma Kaiser eingebaut. Der Holzrahmen wurde später noch durch einen Kunststoffeinbaurahmen ersetzt. Die Elektroleerrohre wurden außen luftdicht verstöpselt. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 15 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Im Bild rechts sind die Durchdringungen für den Primärofen zu sehen. Im oberen Bereich wurde die Außenwand mit nichtbrennbarer 300mm starken Mineralwolle für den Schornsteinanschluss ausgeführt. Die untere Durchdringung dient der Frischluftzufuhr für den dahinterstehenden Primärofen. Beide Öffnungen sind mit innenliegenden Dichtklappen verschlossen und öffnen nur bei Betrieb des Ofens. Im linken Bild ist die 300 mm Dämmdicke dokumentiert. In den Bildern unterhalb sieht man das gedämmte aber noch unverputzte Passivhaus. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 16 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 6.3 Konstruktion inkl. Dämmung des Daches mit Anschlusspunkten zu Außen- und Innenwänden Damit das „Wasser der Dachwelle” weiß, wohin es entwässern soll haben alle 28 Holzstegträger unterschiedliche Auflagerhöhen an Traufe und First erhalten, also 56 unterschiedliche Höhen! Zehn gebogene Brettschichträger überspannen den Carportbereich. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 17 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Die 406 mm hohen Holzstegträger schließen außen bündig mit der Kalksandsteinwand ab. Das mit 300 mm dimensionierte Wärmedämmverbundsystem (WDVS) überdämmt den Anschlussbereich nochmals. Die luftdichte Ebene ist die innenseitige OSB-Platte und auch nochmals die feuchteadaptive Dampfbremse. Es sind zwei luftdichte Ebenen im Dachbereich ausgeführt. Der erfolgreiche Drucktestwert mit 0,2 h-1 spiegelt den hohen Aufwand wider. Die feuchteadaptive Dampfbremse mit jahreszeitlich unterschiedlichen Dampfbremswiderständen lässt das außenseitig dampfdichte Dach nach Innen austrocknen. Die Dachhaut besteht aus einer Kunststoffdachbahn mit eingeschweißter flexibler Fotovoltaikbahn. Aufbau des Hauptdaches Dach 2 x Gipskartonplate – 40mm gedämmte Installationsebene - OSB Platte als erste luftdichte Ebene – Dampfbremse als zweite luftdichte Ebene 406mm Holzstegträger bzw. Zellulosedämmung – 25 mm Mehrschichtplatte 30 mm Mineralwolle – Abdichtung aus Kunststoff mit integrierter PV-Anlage PLUSHAUS in Passivhausbauweise 18 U-Wert 0,076 W/(m²K) www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 6.4 Fensterschnitte inkl. Einbauzeichnung, Fenstertyp / Kennwerte Die Fenster im EG und OG sind zertifizierte Passivhausfenster. Die Fenster sind vor der Kalksandsteinwand montiert. Innen luftdicht angeschlossen um Wärmeströme zu unterbinden. Das WDVS überdämmt den bereits gedämmten Fensterrahmen nochmals. Hersteller: Variotec Energyframe IV Uf = 0,73 W/m2K Ug = 0,6 g-Wert: 54 % Abstandshalter Thermix Uw = 0,79 W/m2K Die Kellerfenster sind zertifizierte Passivhausfenster. Die Fenster sind wie im EG und OG vor der Kellerwand montiert. Durch die nachträgliche Dämmung der Kellerwand konnten die Kellerfensterrahmen ausreichend überdämmt werden. Hersteller: Kochs Passivhausfenster eCO2 Kunststofffenster Uf = 0,75 W/m2K Ug = 0,6 g-Wert: ohne Bedeutung da im Lichtschacht Abstandshalter Thermix Uw = 0,80 W/m2K Die Haustüre ist passivhauszertifiziert. Lage und Anschlüsse wie die Fenster im EG/OG. Hersteller: Variotec Thermosafe 100 UD, eingebaut = 0,71 W/m2K UD = 0,62 W/m2K PLUSHAUS in Passivhausbauweise 19 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 6.5 Beschreibung der luftdichten Hülle Dokumentation des Drucktestergebnisses Elektroinstallation Im linken Bild sieht man das eingesetzte System der Firma Kaiser. Zum Einsatz kam die Geräte-Hohlwanddose mit flexibler Rohreinführung als erste luftdichte Ebene. Zusätzlich wurden Dichtungseinsätze (im Bild links als durchsichtiger Einsatz) als weitere luftdichte Ebene eingesetzt. Die Elektrodrähte durchstoßen die Membran und sind damit bereits abgedichtet. Die durchsichtige Membran eignet sich auch hervorragend zum nachträglichen Abdichten von undichten Gerätedosen im Bestand. Die Gerätedosen sind dabei nicht auszubauen. Das hervorragende Drucktestergebnis bestätigte die gewählte Konstruktion. Die luftdichten Dosen kamen nur an den Außenwänden, sowie an Innenwänden im Bereich der Außenwände zum Einsatz. Der Innenputz stellt die luftdichte Ebene im Bereich des Kalksandsteins dar. Alle Durchdringungen wurden sorgfältig abgedichtet. Im Bereich des Dachtragwerks wurden zwei luftdichte Ebenen ausgeführt. Zum einen eine innere verklebte OSB-Platte und zum anderen die angrenzende feuchteadaptive Dampfbremse. Die Installationsebene gewährleistet eine luftdichte Montage der Leitungen. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 20 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Luftdichtheit Primärofen Der „Wodtke ivo.tec“ ist ein neuartiger Pellet PrimärofenKessel für den Wohnraum. Er steht für eine effiziente und umweltschonende Energieversorgung und kann als integraler Bestandteil moderner Heiztechnik angesehen werden. Besonderen Wert wurde auf die Luftdichtheit beim Anschluss des Ofens im Wohnraum gelegt. Im linken Bild sieht man zwei Edelstahlrohre zum Ofen verlegt. Die obere Leitung führt zum außenliegenden Edelstahlschornstein und die untere ist für die Verbrennungsluftzufuhr vorgesehen. Beide Leitungen sind mit motorischen Dichtklappen (blaue Gehäuse) versehen um Auskühlverluste zu unterbinden. Die Dichtklappen öffnen nur bei Betrieb des Ofens. Befüllung des Primärofens: Es wurde ein automatisches Beschickungssystem zur Komfortverbesserung entwickelt. Das Pelletlager im Keller reicht vollgefüllt über viele Jahre. Natürlich wäre es wirtschaftlicher gewesen die wenigen erforderlichen Säcke per Hand einzufüllen, aber komfortabler ist es mit dem automatischen Beschickungssystem. Der Edelstahlbehälter wird mittels einem Saugsystem vom Keller aus befüllt. Danach rieseln die Pellets durch Eigengewicht von hinten im 45° Winkel über ein Plexiglasrohr in den Speicher des Ofens. Drucktest: Rohbautest: n50 = 0,27 h-1 Endtest: n50 = 0,20 h-1 Die Dichtheit wurde zweimal geprüft. Einmal im Rohbau und einmal nach Fertigstellung des Bauwerks. Das Messgerät wurde im Fensterrahmen montiert um auch die Haustüre auf Dichtheit prüfen zu können. Für die Prüfer war es ihr bisher bestes Messergebnis. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 21 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Kritische Stellen, wie zum Beispiel an Stülptüren oder an der Hebe-/Schiebetüre wurden gesondert auf Dichtheit hin überprüft. Der Innenputz als luftdichte Ebene ist bereits ausgeführt. Rechtes Bild: Auszug aus dem abschließenden Drucktestprotokoll. Endtest n50 = 0,20 h-1 Die Durchdringungen der PV-Anlage wurden mit Spezialadapter luftdicht eingebaut. Die Lüftungsleitungen wurden teilweise im Bereich der Installationsebene montiert. Im Bild zu sehen ist die zweite luftdichte Ebene als feuchtadaptive Dampfbremse. Die erste luftdichte Ebene als verklebte OSB-Platte befindet sich darunter. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 22 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Die Fensteranschlüsse wurden mit geeigneten Materialien verklebt. Die Kalksandstein-Laibungen wurden “vorgeputzt”. Linkes Bild: Zu beachten war, dass bereits im Rahmen des Einbaus der eingefärbten Fertigteiltreppe der nicht mehr zugängliche seitliche Außenwandbereich „vorzuputzen“ war! Bild unten im fertigen Zustand: Es fehlen nur noch die Edelstahlseile. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 23 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Beim Auflegen der Holzstegträger wurden bereits entsprechende luftdichte Anschlussbahnen eingebaut (blaue Folie). Der noch ungedämmte Erdreichwärmetauscher hat ein luftdichtes Siphon erhalten. Dieses ist auch ohne Wasserfüllung luftdicht! Der gedämmte Erdreichwärmetauscher im Vergleich zum oberen Bild. Installationsschächte und Vorwandinstallationen wurden vor Anbringen der Verkleidungen vorgeputzt. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 24 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 6.6 Lüftungsplanung Kanalnetz Das Kanalnetz wurde komplett im 3D vom Ing. Büro Kunkel projektiert. Dadurch konnte die Leitungsführung optimal auf die Architektur abgestimmt werden. Es kamen Wickelfalzrohre zum Einsatz um die Druckverluste gering zu halten. Im Bereich des Daches wurden Flachkanäle eingesetzt. Auszug aus den Planungen im Grundriss und Schnitt PLUSHAUS in Passivhausbauweise 25 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Steigstränge wurden mit Metallrohren in Querschnitten bis 160 mm ausgeführt, wohingegen Flachkanäle im Installationsbereich des Dachtragwerkes eingebaut wurden. Ein Deckenauslass ist im Bild ersichtlich. An allen Abluftöffnungen wurden Vorschaltfilter vorgesehen. Überströmöffnungen über Türspalte. Grafik oben: Die Auslegung des Erdreichwärmetauschers wurde rechnerisch optimiert. Dabei wurden Parameter berücksichtigt, wie das Verhalten der Erdtemperatur, der Lufttemperatur in der Umgebung und die Austrittstemperatur. Somit ist gewährleistet, dass die Austrittstemperatur immer über 0°C bleibt. Bild rechts: Hier tritt der Erdreichwärmetaucher aus dem Erdreich. Der Domschacht wurde noch nicht aufgesteckt. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 26 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 6.7 Lüftungsplanung Zentraleinheit Auslegung: Grundlüftung: 173,1 m3/h Nennvolumenstrom: 225 m3/h Belüftete Fläche: 281,60 m2/h Nennluftwechsel: 0,3 1/h Lüftungsgerät: Sachsenland Bauelemente „Innoair 255 DC“ (beinahe Baugleich mit Paul Atmos 175 DC) Wärmebereitstellungsgrad: 88 % Max. Leistungsaufnahme: 0,45 W Steuerung: Programmierbare hochwertige Zeitsteuerung In jedem Geschoss sind Stoßtaster vorhanden Filter: Außenluft: F7 Abluft: G3 6.7 Wärmeversorgung Besonderen Wert wurde auf einen überdurchschnittlichen Wohnkomfort gelegt. Deshalb kam eine kostengünstigere Zuluftheizung über das Lüftungssystem nicht in Frage. Beheizt wird ausschließlich über Flächenheizungen im Fußbodenbereich. Somit können auch Schlafräume und Bäder unterschiedlich temperiert werden. Der geringe Wärmebedarf des Gebäudes wird über die 13,8 m2 wirksamen Fassadenkollektoren abgedeckt. Die Wärmeenergie wird in einem 750 L fassenden Pufferspeicher gespeichert. Nur zur Abdeckung von Spitzenlasten aktiviert sich ein Pellet-Primärofen selbstständig. Dieser gibt zu 95% die Wärmeenergie wasserseitig an den Pufferspeicher ab und nur 5% werden direkt vom Ofen in den Wohnraum abgestrahlt. Zur Komfortsteigerung wurde ein automatisches Beschickungssystem entwickelt. Das Pelletlager im Keller reicht vollgefüllt über viele Jahre. Architekt: „….die zu bezahlende Wärmeenergie kann Pellet für Pellet als Flamme im Ofen des Wohnzimmers genossen werden…..“ An dieser Stelle wird auf Abschnitt 6.5 mit Detaillösungen zur Dichtheit des Ofens verwiesen. PLUSHAUS in Passivhausbauweise den 27 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Grafik: Schema des Wärmeversorgungssystems Verlegung der Flächenheizungen. Durch die Flächenheizungen ist eine geringe unterschiedliche Temperierung von Räumen, wie z.B. Schlafzimmer und Wohnzimmer möglich. Aus bisherigen Erfahrungen werden die möglichen Temperaturunterschiede etwa 3 Grad Celsius betragen. Bäder können höher temperiert werden und Fliesenbeläge sind angenehm fußwarm. Fassadenkollektoren zum solaren Wärmebeitrag 13,8m2 wirksame Fassadenkollektorfläche wurde in die Architektur des Bauwerks integriert. Hierzu war ein erheblicher konstruktiver und technischer Aufwand erforderlich. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 28 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) Die komplexen Übergänge Fassadenkollektor / Fenster wurde mit handgefertigten Formteilen ausgeführt. Besonders wichtig waren zwängungsfreie winddichte Anschlüsse zum WDVS. 7 An der noch ungedämmten Fassade ist die Unterkonstruktion, die Leitungsführung und Verstärkung des Dachvorsprunges zu erkennen. Ein 300mm WDVS verdeckt später die Situation. Baukosten des Plushauses - Baujahr - Bauzeit Das Gebäude wurde im Frühjahr 2008 fertig gestellt: Die Baukosten der Kostengruppen 300 und 400 nach DIN 276 betrugen inkl. 19% MWSt. etwa: PLUSHAUS in Passivhausbauweise • ohne Carport, ohne PV Wohn-/Nutzfläche: 2093 €/m2 • BRI: 453 €/m2 - BRI: 467 €/m2 - BRI: 506 €/m2 ohne Carport, mit PV Wohn-/Nutzfläche: 2160 €/m2 • - mit Carport, mit PV Wohn-/Nutzfläche: 2340 €/m2 Für den sehr hohen technischen und architektonischen Ausbaustandard blieben die Baukosten im wirtschaftlichen Rahmen. Es zeigt sich, dass bereits der Plusstandard wirtschaftlich ist. Planungsgrundlage sollte immer das Passivhaus sein! Planung und Vergabe: ca. 18 Monate Bauzeit: ca. 13 Monate PLUSHAUS in Passivhausbauweise 29 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 8 Kurzdokumentation wichtiger PHPP Ergebnisse PLUSHAUS in Passivhausbauweise 30 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 9 Projektbeteiligte Verantwortlicher Architekt Werner Friedl, Dipl.-Ing. (FH) www.architekt-friedl.de Architekturbüro Friedl [email protected] Bergstraße 12 86559 Adelzhausen Entwurf, Genehmigung, Werkplanung, Vergabe, Objektüberwachung aller Gewerke • Planung der Fotovoltaikanlage • Planung der Bauphysik • Berechnung des PHPP`s • Berechnung des Plusstandards • Grundlegender Entwurf der Haustechnik • Objektüberwachung einschl. der Haustechnik • …. Fachplaner für Lüftung und Heizung Ing. Kunkel Leipziger Str. 176 08058 Zwickau Planung der Lüftungs- und Heizungsanlage nach dem Konzept des Architekten, ohne Objektüberwachung. Tragwerksplanung Christian Eisenhauer, Dipl.-Ing. (FH) Schulstr. 6a 86637 Wertingen Planung des Tragwerks nach dem Konzept des Architekten. Objektüberwachung Tragwerksplaner und Architekt. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 31 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 10 Erfahrungen der Bewohner / Verbrauchswerte Es liegen noch keine Erfahrungswerte vor, weil das Gebäude erst wenige Wochen bewohnt wird. (Es wird auf die Internetseite des Architekten verwiesen). 11 Veröffentlichungen Durch die erst kürzliche Fertigstellung des Gebäudes sind erst wenige Veröffentlichungen vorhanden. Einige Verlage haben bereits großes Interesse bekundet. => An dieser Stelle sei auf bisher veröffentlichte Passivhäuser des Architekten verwiesen. Ausführliche Informationen hierzu finden Sie unter www.ARCHITEKT-FRIEDL.de/PRESSE Im Rahmen des europäischen Projektes C.L.A.Y – (Cooperative Learning by Ambiental Activity) wurde das PLUSHAUS in Passivhausbauweise im Sommer 2007 von den Projektbeteiligten besichtigt. Eines der Hauptziele des EU-Projektes CLAY sollte das Passivhaus sein. Mehrere Länder hatten sich zum EU-Projekt angemeldet (Italien, Zypern, Litauen, Portugal). Das Projekt endet im Sommer 2008. Ziel dieses Projektes war auch in der europäischen Erwachsenenbildung das Bewusstsein für die Notwendigkeit zum Energiesparen zu verbessern. Vor dem Plushaus in Augsburg - ohne Zuweisung und ohne Anspruch auf Vollständigkeit: Stylianos Marrogenidis (Griechenland), Angela de Giglio (Italien), Margarita Moese (Zypern), CLAY Koordin. Roland Schneidt, Architekt Werner Friedl, Stelios Kakos (Griechenland), Panicos Athanassiou (Zypern). Christl Schneidt, Domenica Trentadue (Italien), Konstantinos Katrantzis, (Griechenland), Guiseppe Angiuli (Italien), Antonio Pacifico (Italien), …. PLUSHAUS in Passivhausbauweise 32 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008) 12 Tag des Passivhauses Das Gebäude konnte bereits am 4. bundesweiten Tag des Passivhauses am 11. November 2007 öffentlich besichtigt werden. Zu diesem Zeitpunkt war das Gebäude noch im Innenausbau. Für die Besucher war es interessant die Technik und die Konstruktion, welche in der Regel hinter Verkleidungen verdeckt wird, zu betrachten. 4. Tag des Passivhauses 2007 Architekt Friedl erklärt den Besuchern des Passivhauses die Funktionsweise eines solchen Hauses und stand für Fragen zur Verfügung. Es ist geplant auch zum 5. Tag des Passivhauses in der Zeit von 7. bis 9. November 2008 das Gebäude zur Besichtigung anzumelden. ENDE Stand April 2008 PLUSHAUS in Passivhausbauweise 33 www.ARCHITEKT-FRIEDL.de (Fotos und Pläne © Architekt Friedl / Objektdokumentation © Architekt Friedl & Passivhausinstitut) (Stand April 2008)
