Projekt 19964/01

Monitoring Mehrfamilien-Passivhaus ISIS

Projektträger

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE)
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg
Telefon: 0761/4588-5120

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

In Passivhäusern werden besondere Anforderungen an die Effizienz der Wärmeversorgungs- und Lüftungssysteme gestellt. Im Rahmen eines messtechnischen Programms werden die energetisch relevanten Parameter des Wärmeversorgungs- und Lüftungssystems im Mehrfamilien-Passivhaus ISIS erfasst und die Energiebilanzen der zwei Versorgungssysteme Nahwärme und Lüftungs-Kompaktgeräte im Gebäude bewertet.
Durch den Vergleich mit unterschiedlichen Versorgungstechniken anderer Passiv-Mehrfamilienhäuser können effiziente Versorgungsstrategien abgeleitet und Planern zugänglich gemacht werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen eines umfangreichen Monitoringprogramms wurden
die Sensoren zur Erfassung vom Temperaturen und Energieflüssen installiert,
das Messwerterfassungssystem entwickelt und
die Messwerterfassung in Betrieb genommen.
Die messtechnische Untersuchung der Wärmeversorgungssysteme erfolgte über zwei Heizperioden.
Die Auswertung der Messergebnisse erfolgte hinsichtlich der primärenergetischen Bewertung und der Anlagenaufwandszahl für die Wärmeversorgung und die Lüftung. Die zwei unterschiedlichen Wärmeversorgungstechnologien im Gebäude wurden miteinander verglichen.
Die Ergebnisse wurden in Verbindung zu anderen Versorgungstechniken von Mehrfamilien-Passivhäusern analysiert und die Effizienz der Versorgungsstrategien hinsichtlich des Primärenergieverbrauches und der Anlagenaufwandszahl bewertet.
Die energetische Bewertung des Primärenergieverbrauchs und Anlagenaufwandszahl erfolgt in Anlehnung an die Energieeinsparverordnung EnEV 2002.


Ergebnisse und Diskussion

Es erfolgte die energetische Bewertung des Passivhauses ISIS im Vergleich zu den Passivhäusern Arbeiten und Wohnen, Quartett, Kassel und dem Solarhaus Gundelfingen. Der Heizwärmeverbrauch in den Gebäuden liegt zwischen 15 und 20 kWh/m²a, der Warmwasserverbrauch zwischen 9 und 15 kWh/m²a, in Kassel bei 28 kWh/m²a. Der Primärenergieverbrauch der Passivhäuser liegt im Mittel unter 40 kWh/m²a, wobei unterschiedliche Versorgungssysteme - von Fernwärme über BHKW bis zu Holz-Pelletheizung eingesetzt sind. Solarkollektoren unterstützen die Wärmeversorgung (außer in Kassel). Wärmegewinnung aus Kraft-Wärme-Kopplung führt sowohl bei der Fernwärme als auch beim BHKW wegen des geringen Primärenergiefaktors zu einem geringeren Primärenergieverbrauch und einer Anla-genaufwandszahl < 1. Wird Strom aus erneuerbaren Energien zur Deckung des Hilfsstromes genutzt, kann der Primärenergieverbrauch noch weiter gesenkt werden und die Anlagenaufwandszahl wird < 0,5.
Bei der zentralen Wärmeversorgung der Mehrfamilien-Passivhäuser entstehen Wärmeverluste über Speicher und Verteilung, die in die Größenordnung des Wärmeverbrauches gelangen können. Konstruktive Einbindung des Verteilersystems in die thermische Gebäudehülle und effiziente Dämmungen können diese Verluste minimieren. Bei geeigneten dezentralen Systemen, z. B. dem Einsatz von Lüftungs-Kompaktgeräten kann die Wärmeversorgung effizienter und fast verlustfrei erfolgen, da eine direkte Wärmeabgabe an die Zuluft ohne Wärmeverluste erfolgt. Außerdem arbeiten diese Geräte mit einer effizienten Steuerung und Regelung. Da hier die Wärmebereitung über eine Abluftwärmepumpe erfolgt, sollte der Strombedarf durch eine PV-Anlage kompensiert werden, um den Primärenergieverbrauch zu reduzieren.
Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dienen der Bereitstellung der hygienisch notwendigen Frischluft und tragen mit ihrer Wärme aus der Wärmerückgewinnung zur Deckung der Wärmeverluste bei. Sie sind auch wichtiger Bestandteil der Wärmeversorgung über die Zuluft. Gut funktionierende zentrale Lüf-tungsanlagen erfordern eine gründliche Planung und Ausführung, um Verluste zu vermeiden. Dezentrale Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung sind einfacher zu installieren, werden jedoch von den Nutzern häufig nur zeitweise betrieben. Damit ist eine ständig ausreichende gute Luftqualität nicht gesichert. Beim Einsatz der Lüftungsgeräte ist in jedem Fall auf einen guten Wärmerückgewinnungsgrad bei einer hohen Stromeffizienz zu achten.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse der energetischen Bewertung der Effizienz der beiden Wärmeversorgungssysteme im Mehrfamilien-Passivhaus ISIS wurden bereits in die zentrale Bewertung der
IEA - Task 28 Sustainable Solar Housing im Technical Report,
dem IEA-Workshop in Darmstadt am 10 Oktober 2004,
dem SOBIC-Seminar Wärmeversorgung in Passivhäusern im Oktober 2004
dem IEA-Seminar Energieeffiziente Wohngebäude im Juni 2005
der Jahrestagung des Forschungsverbundes 2005 in Köln im September 2005 präsentiert.
Wichtige Kriterien zum Gebäude, der Haustechnik und den energetischen Kennziffern (Primärenergieverbrauch, Anlagenaufwandszahl, Energiebilanz usw.) werden dokumentiert und in einem Flyer dargestellt.


Fazit

Das Monitoringprogramm im Passivhaus ISIS ist ein weiterer Schritt zur Bewertung unterschiedlicher Wärmeversorgungskonzepte in Mehrfamilien-Passivhäusern. Es schließt unmittelbar an die Bewertung der Mehrfamilien-Passivhäuser Arbeiten und Wohnen und Kassel an. Besonders interessant war das Projekt hinsichtlich des direkten Vergleichs von zentraler Versorgungstechnik und wohnungsweiser Lüftung mit dezentralen, neu entwickelten Etagen-Lüftungs-Kompaktgeräten im gleichen Gebäude, wobei die Effizienzunterschiede der Anlagenkonzepte differenziert werden konnten.