Energieeffizient Bauen
Gebäudekonzpete
Allgemein betrachtet zeichnen sich energieeffiziente Häuser durch einen geringen Energieverbrauch für die Raumwärme, das Warmwasser und die Beleuchtung sowie die Vermeidung von Energieaufwand für die aktive Kühlung aus. In diesem Zusammenhang tauchen viele Begriffe wie Niedrigstenergiehaus, Passivhaus, Null- oder Plusenergiehaus auf. Die Konzepte dahinter möchten wir Ihnen folgend kurz erklären.
Niedrigstenergiehaus
Der Begriff Niedrigstenergiehaus ist in Österreich über die Bauvorschriften definiert. Der Begriff stammt aus der Umsetzung einer EU-Richtlinie über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden und ist in der OIB-Richtlinie 6 und damit in Tirol in den Bauvorschriften verankert.
Niedrigstenergiehaus beschreibt ein Gebäude mit sehr hoher Gesamtenergieeffizienz, das den Anforderungen an den gesetzlichen Energiestandard ab 2021 entspricht. Um diese Anforderungen zu erreichen, braucht es eine hohe Qualität des Wärmeschutzes, sprich der Dämmung der Gebäudehülle und ein zukunftsfähiges Energiesystem.
Passivhaus
Der Grundgedanke des Passivhauses ist es, durch eine hervorragend gedämmte, nahezu wärmebrückenfreie sowie luft- und winddichte Gebäudehülle die Wärmeverluste so weit zu reduzieren, dass eigentlich keine Heizungsanlage benötigt wird. Ein Passivhaus ist mit einer hocheffizienten Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ausgestattet.
Das Passivhaus hat klar definierte Vorgaben: Der Heizwärmebedarf (HWB) darf in der Berechnung nach PHPP (Passivhaus-Projektierungs-Paket) 15 kWh/m²a nicht überschreiten. Eine Energieausweisberechnung nach Baurecht ist für die Kriterien des Passivhauses nicht geeignet. Die Luftdichte der Gebäudehülle muss mittels einer Luftdichtheitsprüfung (Blower-Door-Test) überprüft werden.
Nullenergie- und Plusenergiehaus
Als Nullenergie- und Plusenergiehaus werden Gebäude bezeichnet, die aktiv Energie erzeugen. Eine exakte Definition gibt es nicht, grundsätzlich gilt: Ein Nullenergiegebäude verbraucht genauso viel Energie, wie es durch erneuerbare Energieerzeugungsanlagen am Gebäude, wie Solarthermie- oder Photovoltaikanlagen, produziert. Ist die Erzeugung höher als der Verbrauch, handelt es sich sogar um ein Plusenergiegebäude. Die Grundlage für derartige Gebäudekonzepte bilden Niedrigstenergie- oder Passivhäuser. In der Regel erfolgt die aktive Energieerzeugung derzeit hauptsächlich über Photovoltaik.
Sommerliche Überwärmung, Sonnenschutz
Bauen mit Bedacht auf die Sonne ist ein wesentlicher Aspekt des energieeffizienten Bauens. In der Heizperiode soll die Sonne zur Erwärmung der Wohnräume und damit zur Senkung des Energieverbrauchs beitragen, im Sommer soll eine Überhitzung vermieden werden. Wesentliche Faktoren des Schutzes vor sommerlicher Überwärmung sind die Größe der Fensterflächen und deren Orientierung, die Bauweise des Hauses, der Wärmeschutz der Bauteile sowie zusätzliche Maßnahmen zwecks Sonnenschutz. Ein Wohngebäude sollte immer so konzipiert werden, dass eine aktive Kühlung (mittels Klimaanlage) überflüssig ist.
Die Weichenstellung für die Sommertauglichkeit eines Gebäudes erfolgt bereits mit dem Entwurf. Zunächst ist es wichtig, die Sonneneinstrahlung differenziert nach Jahreszeit und Himmelsrichtung zu beachten. Die höchste Strahlungsintensität herrscht von Herbst bis Frühjahr auf Südfassaden, im Sommer jedoch auf Ost- und Westfassaden.
Der Glasflächenanteil und die Orientierung der Fenster sollte daher unter Abwägung solarer Gewinne und Vermeidung sommerlicher Überwärmung konzipiert werden. Nach Möglichkeit sollte der größte Fensteranteil Richtung Süden ausgerichtet sein.
Für die Sommertauglichkeit stellen West- und Ostfassaden nicht nur auf Grund der höheren Einstrahlung eine größere Herausforderung dar. Kann an der Südfassade auf Grund der hoch stehenden Sonne als Sonnenschutzmaßnahme gut mit Gebäudevorsprüngen bzw. Überständen gearbeitet werden, ist das wegen der tiefstehenden Sonne an West- und Ostfassaden nur sehr schwer möglich.
Neben den baulichen Maßnahmen (z.B. Dachüberstände, Balkone oder Gebäudevorsprünge) kann der Sonnenschutz außenliegend beim Fenster angebracht werden. Mögliche Systeme sind Rollläden, Raffstore, Fensterläden, textile Elemente, Schiebeläden oder Gitterroste. Für die Regelung des Sonnenschutzes gibt es Systeme, die Sonnenschutzeinrichtungen nach verschiedenen Parametern, wie Außentemperatur, Sonneneinstrahlung, Windverhältnisse oder Anwesenheit von Personen, steuern können. Eine einfachere Möglichkeit, den Sonnenschutz zu steuern, sind Zeitschaltuhren. Innenliegender Sonnenschutz, wie Jalousien oder Vorhänge, bietet keinen Schutz vor sommerlicher Überwärmung. In diesem Fall trifft die Sonnenstrahlung nach wie vor direkt auf die Glasfläche und erwärmt den Innenraum. Innenliegender Sonnenschutz erfüllt mehr die Aufgabe eines Blend- und Sichtschutzes.
Schattenplatz
Einen sehr effektiven Sonnenschutz stellen auch Laubbäume dar. Im Sommer verhindern die dichten Blätter den direkten Einfall der Sonne auf die Glasflächen, in der Heizperiode, wenn die Blätter abgefallen sind, lassen sie jedoch die Sonnenstrahlen durch.
Weitere Bausteine für die Sommertauglichkeit der Wohnräume sind eine gute Dämmung und ausreichend Speichermasse. Die ins Rauminnere eintretende Sonnenstrahlung erwärmt die Räume. Je nachdem welche Materialien bzw. Baustoffe verwendet werden, kann ein Teil der eintreffenden Wärme gespeichert werden. Zum Vergleich: Beton ist ein Baustoff mit sehr guter, speicherwirksamer Masse, leichte Dämmstoffe wie Zellulose oder expandiertes Polystyrol (EPS) weisen dagegen sehr wenig speicherwirksame Masse auf. Bauteile aus Massivholz oder Hohlziegel schneiden ebenfalls gut ab. In der Planung von Gebäuden ist daher auf ausreichend nutzbare Speichermasse zu achten. Die Dämmung wiederum sorgt im Sommer dafür, dass der Wärmedurchgang durch einen Bauteil entsprechend abgeschwächt wird und das Haus sich über die Bauteile selbst langsamer erwärmt.
In den Nachtstunden kühlt die Temperatur in unseren Breiten in der Regel unter 20 °C ab. Dadurch hat das Gebäude die Möglichkeit, Wärme wieder abzugeben. Die gezielte Konzeption von Lüftungsmöglichkeiten, die über die Nachtstunden warme Luft aus einem Wohnhaus bringen, sollte wiederum bereits im Entwurf berücksichtigt werden. Bei der nächtlichen Lüftung über die Fenster ist zu beachten, dass diese aufgrund von Lärmbelastungen oder aus Gründen des Einbruchsschutzes nur eingeschränkt möglich ist.
Gebäudetechnik rechtzeitig miteinbeziehen
Das Energiekonzept für ein Gebäude sollte schon in der Entwurfsplanung Eingang finden. Die Organisation des Gebäudes und die Ausbildung der Gebäudehülle sowie die technische Gebäudeausrüstung stehen in direktem Zusammenhang.
Dazu einige Beispiele:
- Die niedrige Vorlauftemperatur einer Fußbodenheizung ist Voraussetzung für den effizienten Einsatz einer Wärmepumpe. Damit aber eine Vorlauftemperatur von 40 °C gewährleistet werden kann, braucht es eine gut gedämmte Gebäudehülle.
- Der gewählte Energiestandard hat Einfluss auf die Größe der Heizungsanlage.
- Um eine Komfortlüftung möglichst einfach technisch umzusetzen und Lüftungskanäle sowie Auslässe zu reduzieren, braucht es eine entsprechende Grundrissorganisation.
Wird im Energiekonzept in einem großen Ausmaß die Nutzung von PV miteinbezogen, kann die Anlage im Entwurf schon entsprechend berücksichtigt und in das Gebäude integriert werden. Intelligent geplante Gebäudetechnikstrukturen bringen daher ein großes Einsparpotenzial an Investitions- und Betriebskosten mit sich. Eckpunkte sind dabei: kurze Leitungswege, bedarfsgerechte Auslegung von gebäudetechnischen Anlagen, möglichst einfache Regelungen und langlebige sowie wartungsarme Komponenten.
Was oft übersehen wird
Egal welcher Energieträger verwendet wird, der Platz für die Wärmeabgabe im Raum, für Wärmeerzeuger, Rauchfang oder Lagerraum muss von der allerersten Entwurfsidee an mit bedacht werden. Ansonsten kann die Folge sein, dass ein Gebäude auf optisch und energietechnisch hohem Niveau entsteht, Heizung und Lüftung aufgrund von fehlendem Platz aber nicht so einwandfrei funktionieren, wie es möglich gewesen wäre. Viele gebäudetechnische Komponenten haben in der Regel dieselbe Nutzungsdauer wie das Gebäude selbst und verdienen aus diesem Grund die volle Aufmerksamkeit von Bauleuten und PlanerInnen.
Lebenszyklus, Kosten
Die Entscheidung, in einen Neubau oder die Sanierung eines Eigenheimes zu investieren, belastet das Haushaltsbudget häufig über mehrere Jahrzehnte. Oft wird dabei außer Acht gelassen, dass das geplante Gebäude nicht nur bei der Errichtung Kosten verursacht. Vorgaben zur energietechnischen Gebäudequalität beeinflussen die Betriebskosten. Materialwahl und Materialqualität haben Auswirkungen auf die späteren Wartungs- und Instandhaltungskosten. Entscheidungen, die bereits in der Planungsphase getroffen werden, beeinflussen die sogenannten „Folgekosten“ und stellen entweder eine zusätzliche Belastung oder eine Entlastung des monatlichen Einkommens dar. Diese Betrachtung über einen längeren Zeitraum wird als Lebenszykluskosten-Betrachtung bezeichnet.
Bei einer Lebenszykluskosten-Betrachtung werden sämtliche Kosten, welche bei der Gebäudeerrichtung und dem Gebäudebetrieb anfallen, berücksichtigt. Der größte Vorteil gegenüber einer reinen Investitionsbetrachtung ist es, einen genauen Überblick zu haben, welche monatlichen Belastungen nach dem Bau zu erwarten sind.
Die nötige Weitsicht
Wer sich für einen hohen Energieeffizienzstandard entscheidet, hat zwar höhere Investitionskosten zu tragen, andererseits reduzieren sich die Ausgaben für die Wärmebereitstellung und somit die jährlichen Heizkosten. Auf die Gebäudelebensdauer bezogen können somit sogar Kosten eingespart werden!
Auch die Qualität der verwendeten Baumaterialien hat einen großen Einfluss auf die Folgekosten. Durch die Verwendung von besonders langlebigen und pflegeleichten Materialien, z.B. Holz-Alu-Fenstern anstelle von Holzfenstern, können die Instandhaltungs- und Wartungskosten gesenkt werden. Bei dem aufgezeigten Beispiel der Fenster ändern sich die Instandhaltungszyklen gravierend. Bei Holzfenstern sollte in den ersten Jahren jährlich eine Pflege der außenliegenden Holzteile erfolgen. Bei Holz-Alu-Fenstern hingegen entfällt diese Maßnahme.
Betrachtet man ein Wohnhaus über eine Periode von 50 Jahren, so machen die Kosten für die Herstellung des Gebäudes lediglich 25 bis 35 % der gesamten in dieser Zeit anfallenden Kosten aus. Die Folgekosten, bei denen die Energiekosten einen großen Einfluss haben, sind der wesentlich größere Anteil.
25 – 35 % >> Planungskosten, Gebäudeerrichtungskosten, Abbruchkosten
65 % >> Objektnutzungskosten
(großer Teil Energiekosten)
Diese Zahlen gelten für ein Einfamilienhaus mit Energieeffizienzstandard Neubau nach Baurecht (HWBRefRK von 45 kWh/m²a) und einem Betrachtungszeitraum von 50 Jahren.
Die Mehrkosten für die Errichtung eines energieeffizienten Gebäudes werden über den 30 bis 50-jährigen Lebenszyklus durch die geringeren Betriebskosten mehr als ausgeglichen. Beispiele aus der Praxis zeigen: Jährliche Einsparungen von mehreren Hundert Euro im Vergleich zum Standardhaus sind möglich. Thermische Verbesserungen sind Kostenverursacher, ziehen jedoch finanzielle Einsparungen nach sich und bieten Krisensicherheit. Land und Bund unterstützen energieeffizientes Bauen und Sanieren mit speziellen Förderungen.
Grundlagen für das Tiroler Haus der Zukunft
Bedarfsgerechte Gebäudegrößen & Kompaktheit des Baukörpers
Hochwertig gedämmte Gebäudehüllen und Fenster mit hohem Wärmeschutz
Luftdichte Gebäudehüllen & Vermeidung von Wärmebrücken
Einbau einer Komfortlüftung
Passive und aktive Nutzung von Sonnenenergie
Gebäudetechnische Lösungen von Anfang an mitdenken: Weniger ist mehr
Energieversorgung mit erneuerbaren Energieträgern
EnergieBibliothek
Auch gedämmte Speicher und Rohrleitungssysteme generieren zwangsläufig Energieverluste. Doch wie hoch und relevant sind diese und wo können sie reduziert werden? Um diese Problemstellung individuell abschätzen zu können, haben wir ein Onlinetool entwickelt, welches für das Rohrleitungsnetz und den Speicher die thermischen Verluste sowie für die Pumpe den Strombedarf überschlägig ermittelt.