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Umwelt und Planung - Nachhaltigkeits-Monitoring ausgewählter Passivhaus-Wohnanlagen

Forum Neues Bauen • Juni 2010 • Ausgabe: 285/286

Nachhaltigkeits-Monitoring ausgewählter Passivhaus-Wohnanlagen

Autoren: Univ.Prof. Arch. Dipl.-Ing. Dr. Martin Treberspurg und Dipl.-Ing. Roman Smutny, Universität für Bodenkultur Wien, Department für Bautechnik + Naturgefahren, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau (IKI), Arbeitsgruppe Ressourcenorientiertes Bauen

Der Passivhausstandard bietet im Vergleich zu konventionellen Gebäuden Vorteile hinsichtlich Energieeffizienz, Klimaschutz, Komfort und Energiekosten bei vertretbaren Mehrkosten für die Errichtung.
Im Auftrag der Wiener Wohnbauforschung wurde erstmals in Österreich ein interdisziplinäres Gebäude-Monitoring nach dem Leitbild der Nachhaltigen Entwicklung durchgeführt. Neue Ansätze und wertvolle Erkenntnisse für Bauherrn, Planer und Förderstellen wurden gewonnen. Diese werden im Rahmen eines bereits laufenden Folgeprojekts ‘Passivhaus-Akademie’ mit relevanten Akteuren des Baubereichs diskutiert, um Lerneffekte und Innovationssteigerungen im Wohnbau zu bewirken.
Erreichen Passivhäuser die hochgesteckten Planungsziele? Wie zufrieden sind die BewohnerInnen? Wie hoch ist die tatsächliche Energieeinsparung im Vergleich zu konventionellen Wohnhausanlagen? Diese Fragen stellte sich die Arbeitsgruppe für Ressourcenorientiertes Bauen rund um Univ.Prof. Arch. DI Dr. Martin Treberspurg an der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU Wien) mit Unterstützung durch den Umweltpsychologen und Evaluationsforscher Ass.Prof. Dr. Alexander Keul von der Universität Salzburg.
Dabei wurden alle Wiener Wohnhausanlagen in Passivhausstandard analysiert, die seit etwa zwei Jahren bewohnt werden. Die Wohnzufriedenheit und reale Energieperformance dieser Gebäude wurde mit ausgewählten Wohnhausanlagen derselben Bauperiode 2005 bis 2007 verglichen. Diese Referenzgebäude erfüllen bereits den Niedrigenergiehausstandard, da die Stadt Wien dieses Energieniveau seit etwa einem Jahrzehnt als Mindestkriterium für Wohnbauvorhaben festgelegt hat und seit Einführung der Bauträgerwettbewerbe 1994 eine hohe thermische Qualität im Wohnbau erzielt wurde. Das Energiemonitoring umfasst insgesamt 1.367 Wohnungen, wobei 492 Wohnungen in Passivhausstandard ausgeführt wurden.

Wie zufrieden sind die BewohnerInnen mit ihrem Passivhaus?
Von insgesamt sieben untersuchten Passivhausanlagen hatten sechs Wohnanlagen bessere Wohnzufriedenheitswerte als konventionelle Gebäude, eines lag auf demselben Niveau. Alter und Geschlecht der BewohnerInnen spielten bei der Passivhausbeurteilung keine Rolle. Von der Umwelteinstellung her sind Wiener Passivhaus-BewohnerInnen keine ‘Grünwählergruppe’, sondern ‘sozialer Mainstream’. Einige Projekte erreichten, gemessen an Sympathiewerten und Weiterempfehlung, sogar ‘Markenqualität’. Als sensibel erwies sich die Einstellphase der Lüftung und Heizung direkt nach dem Einzug. Hier war gute Kommunikation mit Technik und Verwaltung gefragt, um Unzufriedenheit zu vermeiden. Schriftliche Informationen zur Bauweise wurden von den BewohnerInnen meist positiv beurteilt, persönliche sind verbesserungsfähig. Hilfreich wäre auch eine einfache Gebrauchsanweisung für das Lüftungs- und Heizungssystem mit ‘troubleshooting’-Teil, in dem zur Behebung von auftretenden Problemen nachgeblättert werden kann. So gesehen ist das Passivhaus ein Kommunikations-Prototyp für Informationen im modernen Wohnbau insgesamt.
Mit längerer Wohndauer wird das Leben im Passivhaus besser beurteilt: In der Utendorfgasse stieg der Anteil hoher Sympathie für die Wohnform von 2007 auf 2008 von 84 % auf 94 %. Besonders hohe Wohnzufriedenheit äußerten BewohnerInnen am Mühlweg, in der Utendorfgasse und Roschegasse.

Wie hat sich der Endenergieverbrauch von Wohnhausanlagen bis heute entwickelt?
Durch die engagierten Qualitätsanforderungen der Stadtverwaltungsgruppe ‘Wohnen, Wohnbau und Stadterneuerung’ - geleitet vom Wiener Stadtrat Dr. Michael Ludwig - verbesserte sich die mittlere Energieeffizienz bei neu errichteten Wohnhausanlagen in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich. Je jünger eine Anlage ist, desto weniger Heizenergie wird verbraucht - die Reduktion beträgt etwa 20 kWh/(m2BGF.a) an Fernwärme im Zeitraum von 1985 bis 2005.

Welchen Mehrwert liefert das Passivhaus?
Die gemessenen Heizwärmeverbrauchswerte stimmen im Durchschnitt sehr gut überein mit den berechneten Planungswerten. Passivhaus-Wohnhausanlagen verbrauchen für die Raumheizung insgesamt etwa 17 kWh/(m2BGF.a) gelieferte Fernwärme pro Bruttogrundfläche und damit um rund 30 kWh/(m2BGF.a) oder etwa zwei Drittel weniger als vergleichbare Wohngebäude derselben Errichtungsperiode. Das bedeutet eine durchschnittliche jährliche Einsparung pro Haushalt von etwa 2,5 MWh, 500 kg CO2-Äquivalente und 230 Ä Energiekosten (Kostenbasis Sept. 2009). Da die Preissteigerung der Energieträger über der allgemeinen Preissteigerung liegt, werden die Kosteneinsparungen kontinuierlich zunehmen und auch einen relevanten Beitrag für die Pension der BewohnerInnen liefern. In spätestens 20 Jahren wird eine Einsparung erreicht, die der nicht-rückzahlbaren Passivhaus-Förderung von 60 Ä/m2WNF entspricht.
Beim Vergleich verschiedener Konzepte für energieeffiziente Gebäude ist zu beachten, dass diese Effizienz definiert wird als Verhältnis von eingesetzter Energie zu Qualität des geschaffenen Raumklimas. Der Mehrwert von Passivhäusern hinsichtlich Energieeffizienz beruht also auch auf einem höheren Wohlbefinden der BewohnerInnen, einem höheren thermischen Komfort und einer besseren Ausnutzung der Wohnfläche durch Fenster-Komfortzone und Wegfall der Heizkörper.
Die Komfortlüftungsanlage in Passivhäusern bewirkt ebenfalls eine höhere Qualität z.B. hinsichtlich Schimmelvermeidung, Feinststaubbelastung und Erholungsfaktor von Schlafphasen durch eine geringere CO2-Konzentration. Der Stromverbrauch für die Komfortlüftung liegt bei den am sorgfältigsten geplanten Anlagen auf einem vergleichbaren Niveau wie für konventionelle Sanitärlüftungen in Niedrigenergiehäusern. Üblicherweise werden etwa 3 bis 6 kWh/(m2BGF.a) an elektrischer Energie für die Komfortlüftung benötigt.
Eine der untersuchten Wohnhausanlagen hatte anfangs einen deutlich höheren Verbrauchswert, welcher dank einem detaillierten Monitoring der Technischen Universität Wien wieder auf ein übliches Niveau gesenkt werden konnte. Dies unterstreicht die Forderung nach einer sehr sorgfältigen Planung der Lüftungsanlagen mit abschließender Qualitätssicherung durch ein Energiemonitoring.
Ein weiterer Mehrwert von Passivhäusern ist, dass die Kosten der Energieabrechnung deutlich gesenkt werden können. Grund für die Kostenreduktion ist, dass die individuelle Abrechnung des Heizwärmeverbrauchs nach Heizkostenabrechnungsgesetz bei Passivhäusern nicht erforderlich ist.

Passivhäuser mit Fernwärmeversorgung bieten einige Vorteile
Die Wiener Fernwärme ist ein geeigneter Energieträger für das ökologische Gesamtkonzept von Passivhäusern. Primärenergiebedarf und Treibhausgasemissionen von Fernwärme liegen auf einem vergleichbaren Niveau wie von erneuerbaren Energieträgern, da die Wiener Fernwärme zu 97 % aus dem Energieinhalt kommunaler Abfälle und industrieller Abwärme besteht. Passivhäuser bieten auch Vorteile für den Wärmeversorger, da der eher ausgeglichene Energieverbrauch, über ein Jahr betrachtet, das Wärmeangebot effizienter nutzen kann. Aufgrund des niedrigeren Heizenergieanteils sind Passivhäuser besser geeignet, die für die Fernwärme Wien typischen Potenziale aus Abwärme und regenerativen Energien zu nutzen.

Welche Maßnahmen bewirken eine deutliche Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz?
Das Wärmeflussdiagramm zeigt, dass der mengenmäßig wichtigste Energiefluss konventioneller Wohngebäude - nämlich der Transmissionswärmeverlust - durch das Passivhauskonzept höchsteffektiv um etwa 23 kWh/(m2BGF.a) reduziert werden kann. Eine weitere effektive Wärmeverbrauchssenkung von etwa 10 bis 15 kWh/(m2BGF.a) ist mit einer optimierten Heiz- und Warmwasseranlage möglich. Ausgeführte Solarthermieanlagen liefern bis zu 10 kWh/(m2BGF.a) Erträge. Noch höhere Erträge sind mit teilsolaren Raumheizungssystemen und großflächigen Kollektoren möglich. Weitere Einsparungspotenziale können realisiert werden durch ein Energiemonitoring in der Besiedelungsphase, durch die Information und Motivation der BewohnerInnen und durch eine angepasste Tarifgestaltung der Energieversorger.

Welchen Beitrag liefert das Passivhauskonzept für den Klimaschutz?
Der Passivhausstandard im Neubau bewirkt einen merkbaren gesamt-regionalen Klimaschutzeffekt im Zeitraum der Gebäudelebensdauer. Ein wichtiger kurzfristiger Klimaschutzbeitrag der Passivhaus-Neubauten sind Lerneffekte hinsichtlich Sanierung auf Passivhausstandard. Mittelfristig können beachtliche Effekte durch Sanierung auf ein möglichst hohes Qualitätsniveau und durch Energieträgerwechsel von Gas auf Fernwärme realisiert werden. Jedoch ist auch im Neubau eine höchste energetische Qualität in Richtung Passivhaus anzustreben, da ansonst die jetzt errichteten Gebäude sehr schnell die Sanierungsfälle der Zukunft werden und damit die Lebenszykluskosten dieser Gebäude deutlich höher liegen als die von Passivhäusern.

Wie hoch liegen die Errichtungskosten von Wohnhausanlagen in Passivhausstandard?
Die Errichtungskosten sind im Allgemeinen sehr stark von der Größe und der Kompaktheit einer Wohnhausanlage abhängig. Wenig ausgeprägt ist der Einfluss des Baujahrs (2003 bis 2008) und der Energieeffizienz - also ob Niedrigenergiehausstandard oder Passivhausstandard. Die Mehrkosten der ersten Wiener Passivhaus-Wohnhausanlagen lagen bei etwa 4 bis 12 %, wobei in Zukunft durch kosteneffizientere, dezentrale und semizentrale Haustechnikanlagen eher von einer Bandbreite von 4 bis 6 % ausgegangen werden kann. Zusätzliche Preissenkungen durch günstigere Passivhausfenster sind durchaus denkbar. Allerdings ist wie bei jedem Produkt eine höhere Qualität mit einem höheren Preis verbunden.

Empfehlungen und Ausblick
Um die Auswirkungen des Klimawandels in einem zu bewältigenden Rahmen zu halten ist es erforderlich, dass die globalen Treibhausgasemissionen möglichst bald reduziert werden. Laut Expertenrat ist ‘Peak-CO2’ vor 2020 zu erreichen, um zu verhindern, dass abrupte Klimaänderungen auftreten. Die internationale Energieagentur (IEA) vertritt die Auffassung, dass Maßnahmen hinsichtlich Energieeffizienz die wichtigsten und am schnellsten umsetzbaren Aktivitäten für Energieversorgungssicherheit und Klimaschutz sind.
Für den Gebäudebereich, der knapp die Hälfte des Energieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen verursacht, sind wirkungsvolle Maßnahmen für die Steigerung der Energieeffizienz bereits bekannt und erprobt. Das ‘1-Liter-Haus’ wurde in Österreich bereits mehr als 5.000-mal ausgeführt, während das ‘1-Liter-Auto’ immer noch ein Prototyp ist. Aufgrund der relativ kurzen Lebensdauer von Verkehrsmitteln (etwa zwölf Jahre für Kfz) können Technologiesprünge in diesem Bereich viel rascher verbreitet werden. Der Gebäudebereich hat aufgrund der längeren Lebensdauer und längeren Erneuerungszyklen eine höhere langfristige Bedeutung und eine viel höhere Trägheit aufzuweisen. Für die thermische Sanierung ist es daher von Bedeutung, eine möglichst hohe Einsparung zu realisieren, da ansonsten Versäumnisse erst wieder in drei bis vier Jahrzehnten aufgeholt werden können.
Die Stadt Wien sowie auch Österreich gesamt verfügen über den größten Erfahrungsschatz betreffend energieeffizienter Gebäude weltweit. Dies betrifft sowohl das Know-how der Planer als auch die Erfahrung der handwerklichen Betriebe und die erfolgreich in der Praxis getesteten Passivhäuser. Für die Zukunft gilt es, den bestehenden Erfahrungsschatz zu nutzen und verbreitet anzuwenden. Um keine weiteren Chancen zu verspielen ist der Passivhausstandard als Mindestkriterium für Neubauten möglichst rasch einzufordern. Für Sanierungen sind ebenfalls Mindestkriterien einzuführen. Diese sollten sich am Passivhausstandard orientieren und das maximal mögliche Energieeinsparpotenzial jedes Sanierungsobjekts berücksichtigen.
Die derzeitige Sanierungsrate für Wohnhausanlagen in Wien beträgt knapp über 1 %. Bei konstanter Sanierungsrate sind in annähernd 100 Jahren alle Gebäude saniert. Die Lebensdauer von Fassaden beträgt im Durchschnitt etwa 40 Jahre. Um alle Fassaden in Schuss zu halten, müsste eine konstante Sanierungsrate von etwa 2,5 % eingehalten werden. Um die Sanierung verstärkt und möglichst rasch für Energieeffizienzsteigerung und Klimaschutz wirken zu lassen, müsste kurzfristig eine noch höhere Sanierungsrate angestrebt werden. Eine Rate von mindestens 4 % wird von David Orr - dem Präsident der Europäischen Vereinigung von sozialen Wohnbauten CECODHAS - gefordert.
Zukünftig muss eine umfassende Betrachtung der Gesamtenergiebilanz von Gebäuden zur Anwendung kommen. Ausgehend vom Passivhausstandard - als erfolgreich getestetes Basiskonzept - muss zusätzlich die Effizienz der Heiz- und Lüftungsanlage sowie der Einsatz erneuerbarer Energieträger und ökologischer Baustoffe stärker berücksichtigt werden. Beispielsweise wird für die Wärmeverteilung als Mindestdämmstärke der zweifache Rohrdurchmesser empfohlen, was bereits in der Planung von Haustechnikschächten und dergleichen zu berücksichtigen ist. Ventilatoren und Zirkulationspumpen sollten die beste Energieeffizienzklasse aufweisen und die aktive Nutzung von Solarenergie sollte verstärkt werden. In jedem Fall ist eine hohe Qualität in Planung und Ausführung erforderlich, um die Ziele hinsichtlich Energieeffizienz und Komfort zu erreichen. Ein abschließendes Monitoring bietet dann die Sicherheit für Bauherrn und Förderstellen, dass die Geldmittel zielführend eingesetzt wurden.
Die Energieeffizienz von Gebäuden ist in den seltensten Fällen sichtbar. Dieses Thema kann jedoch mit äußerst geringem Aufwand stärker in das Bewusstsein der Bevölkerung gebracht werden, indem ein öffentlich einsehbarer Aushang des Heizwärmebedarfs und Endenergiebedarfs bei allen geförderten Gebäuden angebracht wird. Diese Maßnahme würde zu einer erhöhten Kommunikation über das Thema und zur Entwicklung einer ‘Energy-Aware-Culture’ führen. Damit wäre wiederum eine wichtige Unterstützung für eine in Zukunft verstärkte Umsetzung energieeffizienter Gebäude vorhanden.

Literaturhinweis
GERTIS, K., HAUSER, G., SEDLBAUER, K., SOBEK, W. (2008): Was bedeutet ‘Platin’? Zur Entwicklung von Nachhaltigkeitsbewertungsverfahren. Bauphysik. 30, Heft 4, S. 244-256.

Danksagung und weiterführende Informationen
Die Autoren danken für die wertvolle Unterstützung der Planer, Bauträger und Energieversorger. Das Projekt wurde von der Wiener Wohnbauforschung gefördert. Die Ergebnisse sind auf der Website www.wohnbauforschung.at abrufbar.