Exkurs: Passivhaus

Definition Passivhaus
Nach der üblichen Definition (1), ist ein „Passiv-Haus“ ein Gebäude, dass bei der Nutzung weniger als 15 kW/m² an Wärmeenergie pro Jahr benötigt ohne Berücksichtigung der Energie für Warmwasser und Strom. Ein Passiv-Haus ist demnach ein Gebäude, dass bei ca. 20°C Raumtemperatur (Annahme: Bei dieser Temperatur wird Behaglichkeit empfunden) im Jahr weniger als 15 kW/m² Wärmeenergie oder 1,5 l/m² Heizöl benötigt.

Um die notwendige Energie für das Gebäude zu erhalten können fossile Brennstoffe, Energie aus nachwachsenden Rohstoffen oder Solar-thermischen und elektrischen Anlagen verwendet werden. Die Hauptausrichtung des Gebäudes nach Süden ist wichtig für solare Wärmegewinnung. Durch die hohe Dämmwirkung der Außenhülle sind Wärmeverluste sehr gering. Mit Hilfe von Belüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung wird frische kühle Luft mit der Wärmeenergie aus der Abluft erwärmt und die Abluft in einem Wärmetauscher gekühlt. Über 90% der Energie werden dem Gebäude auf diese Weise wieder zugeführt. Die Nutzer selber geben Wärme an den Raum ab. Im Idealfall halten sich die Wärmeströme im Gleichgewicht. Bei Wärmedifferenzen wird gespeicherte Solarenergie als Ausgleich eingesetzt. Bei dieser Gebäudeart kann daher auf eine konventionelle Heizungsanlage verzichtet werden. Die Herstellung von Dämmstoffen und den notwendigen technischen Anlagen benötigt vor der Gebäudenutzung erhebliche Mengen an Energie. Wann und wie wirkt sich dieser Umstand auf die Amortisation aus? Wird durch die Maßnahmen mehr Energie eingespart als zur Herstellung verbraucht?

Amortisation von Dämmung und technischen Anlagen
Das Frauenhofer Institut hat sich diesem Thema zugewandt und ist zu der Erkenntnis gekommen, dass die Herstellungsenergie von Wärmedämmstoffen, Windstrom- und Photovoltaikanlagen relativ schnell amortisiert. Es ist also sinnvoll gut zu dämmen und den Wind und die Sonne zu nutzen.

Aus dem Forschungsbericht des Frauenhofer Institutes (2): „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland“ [Stand: 14.10.2016]
12. Verschlingt die Produktion von PV-Modulen viel Energie?
Die Energierücklaufzeit für Solaranlagen hängt von Technologie und Anlagenstandort ab. Sie beträgt bei 1055 kWh/m² globaler horizontaler Jahreseinstrahlung (mittlerer Wert für Deutschland) ca. 2 Jahre [EPIA]. Die Lebensdauer von Solarmodulen liegt im Bereich von 20-30 Jahren. Das heißt, dass eine heute hergestellte Solaranlage während ihrer Lebensdauer mindestens 10-mal mehr Energie erzeugt als zu ihrer Herstellung benötigt wurde. Dieser Wert wird sich in der Zukunft durch Energie optimierte Herstellungsverfahren noch verbessern. Windkraftanlagen weisen noch kürzere Energierücklaufzeiten auf, sie liegen gewöhnlich bei 2-7 Monaten.

Die bisherigen Erfahrungen haben gezeigt, dass der Einsatz dieser Techniken nicht unproblematisch ist. Zum einen wird durch den Luftaustausch Feuchtigkeit aus dem Gebäude entfernt, die zum Teil im Inneren benötigt wird, um zu trockene Raumluft zu vermeiden. Zum anderen werden Stäube mit feuchter Luft durch Rohrleitungen, Filter und Wärmetauscher geleitet, die sich teilweise in den Anlagen niederschlagen. Ohne Wartung und Pflege kann es in den Systemen zu einer Verkeimung kommen.

Nutzung von Naturbaustoffen
Die Nutzung von Naturbaustoffen ermöglicht es, die technischen Anlagen und synthetischen Baustoffe zu reduzieren. Dadurch werden die Wartungs- und Entsorgungskosten minimiert. Lüftungssysteme mit Wärmerückgewinnung sind dann nicht unbedingt sondern eher gelegentlich erforderlich, um Wärmeenergie zu reduzieren. So wird weniger elektrische Energie für Pumpen und Ventilatoren benötigt und jährliche Wartungskosten fallen kaum an. Entscheidender für den Energieverbrauch ist dann das Nutzerverhalten. Der Mensch ist weniger auf die Technik angewiesen und kann intuitiv seine Bedürfnisse nach Wärme und Behaglichkeit befriedigen, die bei jedem Menschen verschieden sind. Seit Beginn der Nutzung eines mit Stroh gedämmten Hauses mit 140m² Wohnfläche ohne Lüftungsanlage mit Doppelverglasung betrug der durchschnittliche Jahresbedarf an Energie für Warmwasser und Heizung 240€. Das Gebäude ist nicht luftdicht.

Gründe, die für Naturbaustoffe sprechen
Eine Erklärung für den geringeren Bedarf an technischen Apparaten liegt an den Eigenschaften von Naturbaustoffen. Die Erfahrungen mit diesen Baustoffen zeigen, dass diese Gerüche neutralisieren, Schadstoffe aus der Luft binden und die Feuchtigkeit der Raumluft dynamisch regulieren (3). Zum einen ist die Frischluftzufuhr der Gerüche, der Schadstoffe und der zu beherrschenden Feuchtigkeit wegen nicht notwendig. Dies ist es um so weniger, je diffusionsoffener der Wandaufbau ist und die verwendeten Naturbaustoffe verändert sind. Lediglich ein Zehntel des üblichen Frischluftbedarfes ist dann für den Menschen ausreichend.

Eine weitere Erklärung liegt an der Feuchtigkeit der Raumluft. Unter Ausnutzung der dynamischen Regulation und Speicherfähigkeit von Naturbelassenen Baustoffen liegt die Luftfeuchtigkeit bei 40 – 60 %. Trockene Raumluft mindert die Behaglichkeit. Ein Aufguss in der Sauna zeigt, dass die Hitze durch Wasserdampf sofort zunimmt. Im Umkehrschluss bedeutet dieses, dass geringere Lufttemperaturen bei feuchter Luft als wärmer empfunden werden, als dies bei trockener der Fall ist. Die etwas niedrige Innentemperatur wirkt sich auf den Energiebedarf aus.

Wenn diese oben genannten Fakten zur Anwendung kommen und die Außenwände die angenehme Wärmereflektion von Nadelhölzern haben, nimmt das Gefühl der Behaglichkeit zu. Ein schwerer Baustoff wie zum Beispiel ein Kalksandstein von der Hand berührt wird als kühl empfunden, selbst wenn er auf 20°C erwärmt ist. Ein Stück Nadelholz wird bei gleicher Temperatur als warm empfunden. Der Grund dafür liegt darin, dass beim Nadelholz die Oberfläche in kurzer Zeit so warm wird wie die tastende Hand. Bei dem Kalksandstein wird das Wärmegefühl erst viel später auftreten, denn erst dann, wenn er die Handtemperatur erreicht hat. Der Temperatur-Unterschied, die Temperaturdifferenz zwischen Hand und Material ist der Grund für das Empfinden von einerseits Kühle und andererseits Wärme. Das Zurückschicken der Wärme, die Wärmereflektion des Baustoffes sorgt dafür, dass dieser als warm empfunden wird. Als weiteres Beispiel kann die Kleidung genannt werden. Außentemperaturen von 20°C können bei freiem Oberkörper als kühl empfunden werden. Ein Hemd aus Baumwolle getragen, führt zu Behaglichkeit, obwohl die Schicht des Stoffes über der Haut sehr dünn ist. Die Wärmereflektion der Kleidung ist der eigentliche Grund dafür.

Die Probleme der Entsorgung
Irgendwann wird ein Gebäude nicht mehr benötigt. Bei der Verwendung von Naturbaustoffen werden keine EntSorgen in die Zukunft verschoben.

Entsorgung von Dämmstoffen
Die Verwendung von synthetischen Baustoffen kann den Wert eines Gebäudes erheblich senken. Als Beispiel ist das derzeit übliche Wärmeverbundsystem zu nennen. Seit dem 1. Oktober 2016 sind geschäumte Polystyrol- Dämmplatten (EPS) als Sondermüll zu bezeichnen. Zwar ist die Entsorgung von reinem Polystyrol nicht das eigentliche Problem, doch die EPS-Dämmplatten, die bis 2014 hergestellt wurden, sind mit der Chemikalie „Hexabromcyclododecan“ (HBCD) behandelt (4). Das macht sie nun zu Sondermüll. Eine weitere Schwierigkeit ist die Trennung der Putzschichten von den Platten, was ebenfalls zu höheren Entsorgungskosten führt. Die Putz- und Farbschichten enthalten Chemikalien, die wasserlöslich sind und während der Nutzungsphase ausgewaschen werden und letztlich in unseren Gewässern landen.

Die Probleme der Entsorgung werden immer wieder in die Zukunft verschoben. Für den jungen Menschen ist das sicherlich keine motivierende Perspektive, anlässlich der Vielzahl von Problemen, die ihnen zugemutet werden. Die jetzt jungen Menschen werden sich fragen, ob sie den älteren für ihre Leistungen dankbar sein sollen. Aus deren Antworten wird sich das entsprechende zwischenmenschliche Verhalten entwickeln.

Wartung moderner Lüftungsanlagen
Ein sehr unliebsames Thema der Anhänger des Passivhauses ist die Wartung moderner Lüftungsanlagen (5) mit Wärmerückgewinnung. Es gibt Anlagen mit langen Rohrleitungen, die zu einem zentralen Wärmetauscher laufen, der die Außenluft hereinholt und mit der Wärmeenergie der abgesaugten Innenluft diese vorwärmt. Die Anlagen gleichen an dieser Stelle mit Heizenergie oder Wärmepumpen die Wärmeverluste wieder aus. Warme Luft wird wieder in den Räumen verteilt. Bei der Ausführung ohne Schallschutz werden die Geräusche über die Leitungen übertragen.

Wie bereits erwähnt, droht die Verkeimung der Anlagen, wenn nicht hochwertige Filter, welche die Zu- und Abluft von Stäuben reinigen, und die Rohrleitungen bedarfsgerecht gewartet werden. Schon jetzt sind diese Umstände der Grund für Krankheiten und Erschöpfung.

Bei einer anderen Methode werden dezentrale Lüfter mit Wärmetauscher in den Außenwänden montiert. Diese Lüfter blasen die Innenluft eine Zeitlang nach Draußen. Dabei wird eine gelochte rotierende Metallplatte erwärmt. Dann findet ein Richtungswechsel statt. Die Außenluft wird angesaugt, passiert die vorgewärmte Metallplatte und erreicht die Innenräume. Auch bei dieser Variante sind regelmäßige Pflege und grünliche Reinigung der Anlagen unerlässlich. Die dezentralen Lüfter haben Probleme mit dem Schallschutz. Außengeräusche können nahezu ungehindert eintreten. Selbst die leisen Geräusche der Ventilatoren verstärken sich bei verschmutzten Geräten und werden besonders in der Nacht als störend empfunden.

In beiden Anlagen entstehen Kondensate und Stäube. Dies Kombination ist eine gute Grundlage zu Bildung von Schimmelpilzen und Keimen. Daher ist es unbedingt notwendig, die Luftfilter, Luftwege und Wärmetauscher mindestens einmal jährlich zu reinigen. Eine 100% Reinigung ist nicht möglich (6). Daher bilden sich im Laufe der Zeit in den Anlagen Schimmel und andere Zersetzungsprodukte. Es gibt auch positive Erfahrungen mit Lüftungsanlagen, die seit langem Keimfrei sind.Da aber die Heizungs- und Belüftungsanlagen beim derzeit üblichen Passivhaus die wichtigsten Bauteile sind, wirken sich Baufehler besonders nachteilig aus. Die daraus entstehenden Konsequenzen sind ein großes Problem.

Kann ein Gebäude wirklich passiv sein?
Als wirklich passiv wird ein Gebäude erst empfunden, wenn die Wärme-, die verbrauchte Elektrische- und die Herstellungsenergie sämtlicher Baustoffe, deren Rückbau inklusive Transport, Maschinen- und Menscheneinsatz Berücksichtigung findet. Die Bezeichnung Null- oder Plus-Energiehaus entspricht daher eher der Vorstellung vom Passiv-Haus. Erreicht wird das Plus durch die Dimensionierung der solaren Anlagen. Je größer die Anlagen, um so höher ist der Energiegewinn logischerweise. Im Grunde genommen spielt es keine Rolle, ob die Energie auf dem Hausdach oder in einer Energiefabrik produziert wird. In dem ersten Fall ist der Eigentümer selber der Fabrikant, im zweiten wird der Strom gleich bezahlt beim Fabrikantenstrom. Letztlich wird eben einfach nur Energie verbraucht, wenn es auch solare Energie ist. Für die Bezeichnung Plus-Energiehaus kommt es letztlich darauf an, dass der Energiebedarf solar gedeckt wird.

Dazu darf angemerkt werden, dass die Bezeichnung „Passivhaus“ im Grunde genommen verschleiert, wie viel Energie und zur Herstellung, Unterhaltung und Entsorgung für Lüftungsanlagen, Solarer Photovoltaik, elektronischer Steuerung, synthetischer Dämmstoffe und die Erhaltung und Pflege gedämmter Putzfassaden erforderlich ist.

Vom finanziellen Aspekt aus betrachtet, wird zudem der von einer Photovoltaikanlage, einer thermischen Solaranlage und entsprechender Heizkessel oder Erdwärme entnehmender Heizsysteme eine Unterstützung durch andere Menschen in Form von Stromendgeld notwendig. Diese Gelder werden ebenfalls mit Energie erwirtschaftet.

Wissenslücken bei Naturbaustoffen
Unter Berücksichtigung der beschriebenen Problematiken zeigt die Natur-Bauweise, dass Naturbaustoffe den zur Zeit üblichen Baustoffen überlegen sind. Die häufige Verwendung künstlicher Baustoffe und Anlagen ist vermutlich dem Fortschrittsglauben in die Technik zu verdanken. Dies hat uns blind gemacht für eine nüchterne Beurteilung der bisher verfügbaren Möglichkeiten von Naturbaustoffen. Im gleichen Zug zum technischen Fortschrittsglauben sind die Kenntnisse und Erfahrungen im Umgang mit Naturmaterialien rückläufig. Die rein technisch physikalische Betrachtungsweise im Bauwesen hat zu einer Summe von Vorschriften geführt, die den Freigeist lähmen, Neues aus Altem zu entwickeln. Alle Baustoffe müssen geprüft und zertifiziert werden. Während einmal ein guter Handwerker mit den notwendigen Rezepturen von Mörtelmischungen vertraut war, steht derselbe in Abhängigkeit zu speziellen Fertigprodukten großer Hersteller. Mit eigenen Mischungen ist er gezwungen, seine Glaubwürdigkeit bezüglich seiner Kenntnisse und Erfahrungen unter Beweis zu stellen. Dabei steht er gleichzeitig allein in Konkurrenz zu den Herstellern, die Vorschriften, Gutachter und Gerichtsbarkeit hinter sich wissen. Dies sind neben der leichten Verfügbarkeit derzeit konventioneller Baustoffe Gründe, die Entwicklungen und neue Anwendungen mit Naturbaustoffen hemmen. Besonders betroffen sind Entwickler und Handwerker, die vielseitig orientiert sind und auf Grund der Betriebsgröße nicht über genug Zeit und Kapital verfügen, um ihre Ideen umzusetzen. Eine aufwendige Bürokratie und das Zulassungswesen behindert die Verwirklichung zusätzlich. Mittlerweile ist mehr Vertrauen in die schriftliche Fassung einer Produktbeschreibung vorhanden, als in die tatsächliche Materialkenntnis erfahrender Handwerker und Entwickler.

Pioniere und Freunde der Baubiologie
Die Pioniere und Freunde der Baubiologie bilden da eine Ausnahme. Dank ihrer langjährigen Bemühungen sind Naturbaustoffe keine Fremdworte. Viele Projekte beweisen die Zukunftstauglichkeit und Bedeutung der Baubiologie. Passivhäusern aus Naturbaustoffen gehört sicherlich die Zukunft. Wenn auch nur am Rande, so ist der Holz- und Lehmbau immerhin als existent wahrgenommen. Seine Möglichkeiten sind jedoch bei weitem noch nicht erschöpft. Der überwiegenden Verwendung von Naturbaustoffen liegt keine Abneigung gegen die technischen Ausrüstung von Gebäuden zu Grunde. Vielmehr soll die Technik das Bewohnen dort unterstützen, wo es wirklich notwendig ist. Eine möglichst große Unabhängigkeit von der Technik bewirkt eine Zunahme des Freiheitsgefühls und der Eigenverantwortung. Das dieses möglich ist, wurde durch Pioniere und Freunde der Baubiologie bereits unter Beweis gestellt.

Quellen:
1. Prof. Dr. Wolfgang Feist (Passivhaus Institut) – Qualitätsanforderungen an Passivhäuser
2. Frauenhofer Institut – „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland“ Fassung vom 14.10.2016
3. Rainer Nowotny (Hanffaser Uckermark) – Diffusion in hydrophilen Faserformationen
4. Architekten & Ingenieure EnEV – Energie effizientes Planen und Bauen nach EnEV 2016 Aktuelles Praxishandbuch
5. VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V., Düsseldorf: VDI-Richtlinie-6022
6. http://www.konrad-fischer-info.de/