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Passivhaus / Solares Bauen Solararchitektur ist heute eine der wichtigsten Methoden für den Ersatz konventioneller Energien und für die Verringerung von Umweltverschmutzung. Passive Sonnenenergienutzung, natürliche Kühlung und Tagesbelichtung repräsentieren ein ganzes Spektrum von Strategien zur Nutzung von Solarenergie in der Architektur. Kennzeichnend für Solararchitektur sind Gebäude, die Gewinnung, Speicherung und Verwendung von (Sonnen-) Energie in den Entwurf miteinbeziehen: Gebäude, bei denen die Art der Lüftung, die Lage einzelner Nutzungen, die Materialien und die Planung der wärmeabgebenden Flächen gestalterisch so auf das natürliche Energieangebot von der Sonne und der Umgebung hin optimiert werden, dass ein möglichst geringer Energieverbrauch und ein hoher solarer Beitrag entsteht, Gebäude, deren Formgebung auf die Verschattung durch Bäume, die Geometrie der Sonne, die Lage zum Wind, zum Wasser und auf die sie umgebenden Ressourcen reagiert. Solararchitektur ist vom Charakter her am Entwurf orientiert und auf spezifische Gebäude bezogen. Es hat sich gezeigt, dass es mit solaren Entwurfstechniken auf eine preiswerte Art und Weise möglich ist, wohltemperierte Innenraumverhältnisse zu erzeugen, in denen sich die Benutzer wohlfühlen. Ein Passivhaus ist ein Gebäude, das von der Sonne, von inneren Wärmequellen und von zurück gewonnener Wärme behaglich warm gehalten wird - deshalb braucht es kein separates aktives Heizsystem mehr. Das Passivhaus ist eine konsequente Weiterentwicklung des Niedrigenergiehauses, benötigt aber um 80% weniger Heizenergie. Umgerechnet in Heizöl kommt ein Passivhaus im Jahr mit weniger als 1,5 l pro Quadratmeter aus. Diese sensationelle Einsparung erreicht das Passivhaus allein durch seine beiden Grundprinzipien: Wärmeverluste vermeiden und freie Wärmegewinne optimieren! Eine sehr gut gedämmte Gebäudehülle mit Dämmstärken zwischen 25 und 40 cm sowie Fenster mit Dreifach-Wärmeschutzverglasung und gedämmte Rahmen bewirken, dass die Wärme im Haus bleibt. Für Frischluft sorgt eine Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung. Mehr als 75 % ihrer fühlbaren Wärme muss die Abluft im Wärmetauscher an die Zuluft zurückgeben. So wird z.B. bei 0 °C Außentemperatur die kalte Frischluft allein durch die 20 °C warme Abluft auf mindestens 16 °C erwärmt. Nicht nur Allergiker und Asthmatiker schätzen die pollenfreie und staubarme Luft im Passivhaus. Wärmegewinne erzielt das Passivhaus durch Sonne, die durch die Fenster scheint und durch die Wärmeabgabe von Personen und Haushaltsgeräten. Im Sommer verhindert eine Verschattung, z.B. ein Balkon oder Jalousien, die Überhitzung der Räume. In den kalten Wintermonaten wird über die Komfortlüftung zusätzlich noch die Zuluft erwärmt, dadurch kann auf ein separates Heizsystem verzichtet werden. Durch die gute Dämmung sind alle Innenwände und Fußböden gleichmäßig warm, auch bei den an die kalte Außenluft grenzenden Bauteilen. Das schafft eine hohe Behaglichkeit. Schlechte Luft im Schlafzimmer während der Nacht, weil die Fenster wegen Frost oder Lärm nicht gekippt bleiben können, gibt es im Passivhaus dank der Komfortlüftung nicht. Auch Schimmelbildung bleibt ausgeschlossen - durch den hohen Wärmeschutz und die kontinuierliche Lüftung werden Bauteilfeuchte und Kondenswasser vermieden, sogar an den Rändern der Verglasung. Alle Bauteile der Außenhülle müssen rundum sehr gut wärmegedämmt werden. Kanten, Ecken, Anschlüsse und Durchdringungen müssen besonders sorgfältig geplant werden, um Wärmebrücken zu vermeiden. Alle nicht lichtdurchlässigen Bauteile der Außenhülle des Hauses sind so gut gedämmt, dass sie einen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) kleiner als 0,15 W/(m²K) haben, d.h. pro Grad Temperaturunterschied und Quadratmeter Außenfläche gehen höchstens 0,15 Watt verloren. Je kompakter eine Gebäudehülle bebaut ist, desto leichter und kostengünstiger lässt sich der Passivhaus-Standard verwirklichen. Geeignete Orientierung, Verschattungsfreiheit und ein reduzierter Fensterrahmen-Anteil sind weitere Voraussetzungen, damit der "passive" Solarenergiegewinn optimiert und zum entscheidenden Wärmelieferanten werden kann. Insbesondere bei freistehenden Einfamilienhäusern kann hierdurch ein erhöhter Dämmaufwand vermieden werden. Im Geschosswohnungsbau und bei anderen kompakten Gebäudeformen wird der Passivhaus-Standard auch ohne Südorientierung erreicht. Die Fenster (Verglasung einschließlich der Fensterrahmen) sollen einen U-Wert von 0,80 W/(m²K) nicht überschreiten. Hierfür sind besondere Fensterrahmen mit Wärmedämmung erforderlich. Die Verglasungen haben einen g-Wert um 50% (g-Wert = Gesamtenergiedurchlassgrad, Anteil der für den Raum verfügbaren Solarenergie). Die Fenster müssen wärmebrückenfrei in die Dämmebene der Wandkonstruktionen eingebaut werden. Die Leckage durch unkontrollierte Fugen darf beim Test mit Unter- und Überdruck von 50 Pascal nicht größer als 0,6 Raumluftvolumen pro Stunde sein. Durch eine weitere Verbesserung der Luftdichtheit kann auch der Heizwärmebedarf gesenkt werden. Die Frischluft kann über einen Erdreich-Wärmetauscher (in der Erde verlegte Lüftungskanäle) in das Haus geführt werden; selbst an kalten Wintertagen wird die Luft so bis auf eine Temperatur von über 5°C vorerwärmt. Dies ist eine sinnvolle Option, aber nicht unbedingt bei jedem Passivhaus erforderlich. Die Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung bewirkt in erster Linie eine gute Raumluftqualität - in zweiter Linie dient sie der Energieeinsparung. Im Passivhaus werden mindestens 75 % der Wärme aus der Abluft über einen Wärmetauscher der Frischluft wieder zugeführt. Hierfür werden Frischluft und Abluft in getrennten Kanälen aneinander vorbeigeführt. So kann die Wärme ohne eine Vermischung der Luft übertragen werden. Für die Lüftung darf allerdings nur ein minimaler Stromverbrauch zugelassen werden. Erwärmung des Brauchwassers mit teilweise regenerativen Energien Um den Verbrauch von fossilen Ressourcen weiter zu senken, kann die Bereitung des Brauchwarmwassers ganz oder teilweise mit Solarkollektoren, Holzkesseln oder auch Wärmepumpen erfolgen. Gesamtkonzept optimieren, Baukosten sparen Um den Passivhaus-Standard zu erreichen, müssen alle Komponenten optimiert und aufeinander abgestimmt werden. Hierfür wurde das Passivhaus Projektierungspaket (PHPP) entwickelt. Das PHPP ist ein Energiebilanzverfahren für Heizwärme- und Primärenergiebedarf auf Excel-Basis, das viele zusätzliche Berechnungshilfen für z.B. Fenster-U-Werte, Einfluss von Orientierung und Verschattung, Gebäudeheizlast und sommerliche Übertemperaturhäufigkeit enthält. Mit diesem Werkzeug kann der Planer mit geringem Aufwand alle entscheidenden Komponenten des Passivhauses optimieren und kostengünstige Lösungen erzielen:

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