Die klimaneutrale Passivhaussiedlung Hannover-Kronsberg besteht im realisierten ersten Bauabschnitt aus 32 Passivhäusern in 4 Zeilen. Sie wurde im Dezember 1998 fertiggestellt und Anfang 1999 bezogen. Die Passivhaus-Siedlung in Hannover-Kronsberg hat erstmals in Europa gezeigt, dass eine vollständige regenerative Versorgung („Klimaneutralität„) einer Wohnsiedlung nicht nur technisch möglich, sondern mit dem Passivhausstandard auch ökonomisch vertretbar ist. Der Ausgleich der verbleibenden geringen Primär energieverbräuche der Passivhäuser wird durch die Ankopplung an die auf dem Kronsberg errichtete Windkraftanlage ermöglicht.
Zur Überprüfung der konzeptionellen Ziele ist die Siedlung umfassend mit Mess-technik ausgestattet worden. Die Auswertung der Messdaten erlaubt eine Aussage zum Erfüllungsgrad der gesteckten Ziele. In der Projektinformation Nr. 19 werden die Auswertungen bezüglich aller Verbräuche und der Komfortparameter dargestellt. Untersucht wurde der Zeitraum 1. Oktober 1999 bis 30. April 2001. Diese umfasst die ersten beiden vollständigen Heizperioden der Siedlung.
Nähere Angaben zu den Passivhäusern (Baubeschreibung, Haustechnik,
Kosten, Qualitätssicherung usw.) sind dem gesonderten Bericht „Klimaneutrale
Passivhaus-siedlung Hannover-Kronsberg„ (Projektinformation Nr. 18) zu
entnehmen.
Die thermische Behaglichkeit erwies sich in allen Häusern mit einer mittleren
winterlichen Raumtemperatur von 21,1°C als ausgezeichnet: Die Temperaturen
sind sehr stabil, die Oberflächentemperaturen der Raumumfassungsflächen
unter-scheiden sich kaum von den Raumlufttemperaturen. Auch die Behaglichkeit
im Sommer ist ausgezeichnet.
Die gemessenen Verbrauchswerte werden grundsätzlich auf die „treated floor area„ TFA bezogen. Diese Bezugsfläche ist fast exakt gleich der beheizten Wohnfläche der Häuser nach 2. Berechnungsverordnung. Damit sind die hier dokumentierten Energieverbrauchskennwerte (kWh/(m²a)) direkt vergleichbar mit den statistischen Erhebungen der Heizkostenabrechnungs-Unternehmen. Die zur Berechnung des spezifischen Heizwärmebedarfs nach Energieeinspar-verordnung verwendete „Gebäude-nutzfläche AN„ ist demgegen-über um 32% (!) größer (genaueres in der Publikation). Bezieht man die Verbrauchswerte statt auf beheizte Wohnfläche auf AN, so ergeben sich daher ganz erheblich niedrigere Kennwerte.
Der gemessene Jahresheizwärmeverbrauch der 22 dauerbewohnten Reihenhäu-ser der Passivhaussiedlung lag im ersten Messjahr inkl. Sommerverbrauch bei 16 kWh/(m²a); würde man den Verbrauch auf die Gebäudenutzfläche AN gemäß Wärme-schutzverordnung beziehen, so ergäben sich 12,1 kWh/(m²a). Dieser gemes-sene durchschnittliche Heizwärmeverbrauch ist so außerordentlich gering, dass die Heizung bzgl. der Energieversorgung dieser Häuser praktisch unbedeutend ist. Im Vergleich zum durchschnittlichen Gebäudebestand in Deutsch-land beträgt die Einsparung über 90%. Dies beweist, dass sowohl die Wärme-dämm-maßnahmen als auch die Wärmerückgewinnung ihren erwarteten Beitrag zur Energieeffizienz erbringen. Es beweist darüber hinaus, dass auch ein wie üblich stark streuendes Nutzerverhalten keinen negativen Einfluss auf die sich im Durchschnitt einstellende Heizenergiebilanz hat.
Insbesondere zeigen die Messergebnisse zum Heizwärmeverbrauch, dass der Einfluss zusätzlicher Fensteröffnungen durch die Nutzer in der Heizperiode sehr gering ist. In der Passivhaussiedlung gibt es in jedem Raum Fenster oder Fenstertüren mit Dreh-Kipp-Beschlägen. Diese Fenster werden auch von den Bewohnern ausgiebig genutzt, insbesondere in den Übergangsjahreszeiten und vor allem im Sommer. Entgegen vielfach geäußerter Befürchtungen stellt sich heraus, dass die Fensterlüftung bei Passivhäusern in der Praxis bedeutungslos ist.
Die Passivhäuser auf dem Kronsberg bilden die erste Reihenhaussiedlung,
bei welcher für die Beheizung der Wohnräume allein die Frischluftheizung
eingesetzt wird. Die Funktionstüchtigkeit dieses Konzepts war im Forschungsprojekt
CEPHEUS zunächst theoretisch mit einer thermischen Gebäudesimulation
geprüft worden (vgl. CEPHEUS-Projektinformation Nr. 5). Über die alleinige
Frischluftheizung können bei den Häusern der Siedlung maximal etwa
10 Watt Heizleistung je Quadratmeter Wohnfläche bereit-gestellt werden;
der Badheizkörper erlaubt es, die Heizleistung noch etwas darüber
hinaus anzuheben. Die Messergebnisse zur tatsächlich aufgetretenen Heizleistung
in den beiden Wintern 1999/2000 und 2000/2001 bestätigen die Theorie: Gemessen
wurden je 8,8 bzw. 7,0 W/m² maximale tagesmittlere Heizlast, wobei es sich
beim ersten Wert ganz offensichtlich um einen Ausreißer handelt. Die maximal
verfügbaren Heizlasten werden somit immer unterschritten; bestätigt
wurde das Heizlastprojektierungsverfahren nach PHPP, welches für die Häuser
einen Wert von 7,1 W/m² liefert.
Dass die zusätzliche (extrem geringe) Heizleistung immer ausgereicht hat,
geht auch aus der Winterkorrelationsanalyse der Raumlufttemperaturen über
den Außen-temperaturen hervor: auch am kältesten Tag werden im Mittel
aller dauerbewohnten Häuser 20,9°C erreicht.
Entscheidend für die energiewirtschaftliche Bewertung ist der Primärenergie-verbrauch inkl. der Verluste der vorgelagerten Versorgungskette. Betrachten wir hier zunächst nur Heizung und Warmwasserbereitung, so ergeben sich wegen der Gutschriften für die Fernwärme 24,2 kWh/(m²a). Die hier vorgelegten Messer-gebnisse aus Hannover zeigen aber, dass auch eine Fernwärmeversorgung von Passivhäusern sehr gute Betriebsergebnisse aufweisen kann.
Wenn wir die Primärenergiekennwerte nicht auf Wohnfläche, sondern
auf Gebäudenutzfläche AN beziehen und die Primärenergiefaktoren
gemäß DIN 4701/10 verwenden sowie den gemessenen Hilfsstromver-brauch
einbeziehen, so ergibt sich der gemessene Jahresprimärenergieverbrauch
zu 26,1 kWh/(m²a) (Heizung, Lüftung und Warm-wasserbereitung). Die
in DIN 4701/10 verwendeten Festlegungen entsprechen genau denen der Energieeinsparverordnung
EnEV. Das repräsentative Reihenhaus der Passivhaussiedlung weist ein A/V-Verhältnis
von 0,61 m-1 auf. Daraus bestimmt sich ein Anforderungswert für Qp„
bei diesem Gebäude zu 106,9 kWh/(m²a) (rechnerischer Anforderungswert!).
Der in der Siedlung im Mittel gemessene Primärenergieverbrauch liegt damit
um mehr als einen Faktor 4 unter dem Anforderungswert der künftigen Verordnung.
Sinnvolle Aussagen zur Energiebilanz sind aber nur unter Einschluss auch der
elektrischen Energie möglich sind. Im Sommer stellt die Elektro-abwärme
eine zusätzliche Wärmelast dar, durch welche die Behaglichkeit u.
U. beeinflusst werden kann. Auch aus diesem Grund ist eine hohe Effizienz bei
den elek-trischen Energieanwendungen im Passivhaus von besonderer Bedeutung.
Bei der Passivhaussiedlung auf dem Kronsberg ist es gelungen, die elektrische
Energieeffizienz bei den Haushaltsgeräten gegenüber dem Durchschnitt
deutscher Haushalte ganz erheblich zu steigern. In einer Kombination von kompetenter
Beratung und finanziellem Anreiz wurde bei 18 Haushalten erreicht, dass eine
Aus-stattung mit besonders effizienten Elektrogeräten vorliegt. Die dadurch
realisierte Einsparung beim elektrischen Haushaltsstrom beträgt für
diese 18 Haushalte 45%.
Eine Gesamt-Primärenergiebilanz schließt auch die Primärenergieaufwendungen für den Haushaltsstrom mit ein; dieser dominiert mit 49,4 kWh/(m²a) sogar die gesamte Bilanz. Zusammen mit der Primärenergie für Fernwärme, Lüftung und Hilfsstrom ergeben sich insgesamt 82,6 kWh/(m²a) an Primärenergieverbrauch für alle von der Siedlung bezogenen Energieträger. Dieser Wert ist um etwa 66% geringer als der Referenz-Primärenergieverbrauch vergleichbarer Neubauwohnungen. Verwendet man als Bezugsfläche nicht die Wohnfläche, sondern die „Gebäudenutzfläche AN„ und setzt die Primärenergiefaktoren aus DIN 4701 an, so erhält man für den ge-samten Primärenergieverbrauch inkl. Haushaltsstrom 71,5 kWh/m²a). Der Vergleichswert für einen künftigen Neubau nach Energieeinsparverordnung wäre 181,7 kWh/(m²a).
Der gesamte Energieverbrauch der Passivhaussiedlung ist so gering, dass mit
vertretbarem technischem und finanziellem Aufwand eine Substitution durch erneuerbare
Energieträger möglich wird: Mit einem im Kaufpreis enthaltenen Anteil
im Gegenwert von rund 1.280 Euro je Haus an der auf dem Kronsberg errichteten
Windkraftanlage kann Strom im Gegenwert von 89 kWh/(m²a) an Primärenergie
erzeugt werden – das ist mehr als in der Siedlung insgesamt verbraucht
wird. Hocheffiziente Technik erweist sich hier als entscheidende Voraussetzung
und Chance für eine langfristig nachhaltige Energieversorgung.
| 1 | EINLEITUNG UND ZUSAMMENFASSUNG |
| 2 | PROJEKTÜBERSICHT |
| 3 | HEIZWÄRMEBILANZ NACH PHPP |
| 4 | MEßKONZEPT |
| 5 | AUFBAU DER MEßTECHNIK |
| 5.1 | Meßaufnehmer |
| 5.1.1 | Übersicht Meßkanäle |
| 5.2 | Wärmemengenzähler (WMZ) |
| 5.2.1 | Hausanlagen |
| 5.2.2 | Intensivmessung-WMZ |
| 5.2.3 | Haupt-WMZ für Hauszeilen |
| 5.3 | Haupt- und Warmwasserzähler |
| 5.4 | Raumlufttemperaturen |
| 5.5 | Stromzähler |
| 5.6 | Intensivmessung |
| 5.6.1 | Wassertemperaturen |
| 5.6.2 | Kanal-Lufttemperaturen und -Luftfeuchte |
| 5.6.3 | Volumenstrom |
| 5.6.4 | Kondensat |
| 5.7 | Wetterstation |
| 6 | TECHNISCHE DATEN DER MEßTECHNIK |
| 7 | DATENAUSWERTUNG |
| 8 | ÜBERSICHT ÜBER DIE MEßERGEBNISSE |
| 8.1 | Behaglichkeitsparameter |
| 8.2 | Heizlasten |
| 8.3 | Heizwärmeverbrauch |
| 8.4 | Endenergieverbrauch |
| 8.5 | Primärenergieverbrauch |
| 9 | ERGEBNISSE DER MESSUNGEN IM EINZELNEN |
| 9.1 | Energieverbrauch |
| 9.1.1 | Nutzenergieverbräuche |
| 9.1.2 | Endenergieverbräuche |
| 9.1.3 | Endenergievergleich mit Niedrigenergiehäusern (NEH) |
| 9.1.4 | Nutzerstreuung und Verbrauchsniveau im Vergleich |
| 9.1.5 | Primärenergieverbräuche |
| 9.2 | Thermische Behaglichkeit |
| 9.2.1 | Typische Winterwochen |
| 9.2.2 | Typische Sommerwochen |
| 9.3 | Heizlasten |
| 10 | PROJEKTSPEZIFISCHE MEßDATENAUSWERTUNG |
| 10.1 | Klimadatenvergleich |
| 10.2 | Kaltwasserverbrauch |
| 10.3 | Warmwasser |
| 10.3.1 | Warmwasserverbrauchsmenge |
| 10.3.2 | Fernwärmeverbrauch zur Warmwasserversorgung |
| 10.4 | Heizleistungen |
| 10.4.1 | Wärmeabgabe der Verteilleitungen: teilweise Nutzbarkeit im Winter |
| 10.5 | Stromverbrauch |
| 10.5.1 | Stromeffizienz Haushaltsstrom |
| 10.5.2 | Gemeinschaftsstromverbräuche |
| 10.6 | Wärmerückgewinnungsgerät |
10.7 |
Zusätzliche Auswertung der Temperaturdaten |
| 10.7.1 | Vergleich der EG/OG Temperaturen |
| 10.7.2 | Raumlufttemperaturen in einem unbeheizten Haus |
| 10.7.3 | Mediumtemperaturen Versorgungsnetz |
| 10.8 | Luftfeuchte |
| 10.9 | Klimaneutralität der Passivhaussiedlung |
| 11 | Literatur |
| 12 | ANHANG: FORMAT SHEETS FOR PRESENTATION OF THE RESULTS OF BUILDING PROJECTS |