Passivhausstandard für hessische Schulen

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Passivhausstandard für
hessische Schulen –
passivhaustaugliche
Bauelemente im
Gebäudebestand
Dipl.-Phys. Oliver Kah, Passivhaus Institut
Passivhaus-Konzept
Gebäude-Bestand
Niedrigenergiehaus
Passivhaus
Passivhaus-Schulneubauten
Schulen mit Passivhausstandard?
- Wie soll das gehen?
 Wärmedämmung
 Wärmebrückenfreiheit
Abluft
Zuluft
 Luftdichtheit
 Fensterqualität
Abluft
Zuluft
 Wärmerückgewinnung
 Wärmepufferung
Energetische Modernisierung von Schulen
500
PH-Schule, Alsfeld
450
400
Heizenergieverbrauch
von Schulen
350
300
250
Architektur: BLFP,
Friedberg
Mittelwert 225 kWh/(m²a)
200
150
100
50
Passivhausschulen - Anforderung
Bestand
Heizenergieverbrauch kWh/(m²a) .
kWh/(m²a)
Heizenergieeinsparung: Schulen
HeizenergieEinsparung
gegenüber
EnEV: 80%
Quelle: ENSAN, IPB
Schule, Nr
177
166
155
144
133
122
111
100
89
78
67
56
45
34
23
12
1
0
gemäß PassivhausStandard
EnEV
Heizenergieeinsparung: Schulsporthallen
Architekt: Pfletscher
und Steffan, München
500
400
350
300
Mittelwert : 262
250
200
150
Bestand
Heizenergieverbrauch kWh/(m²a)
Fotos: Myrzik & Jarisch
von Sporthallen
450
100
PassivhausAnforderung
50
HeizenergieEinsparung
gegenüber
EnEV: 80%
0
1
2
Quelle: ENSAN, IPB
3
4
5
6
7
8
9
geordnete Reihenfolge
10
11
12
13
gemäß PassivhausStandard
EnEV
Beispiel: Erweiterungsbau der Albert-SchweitzerSchule, Alsfeld
Wärmeverluste
minimieren
Modellvorhaben gefördert durch Hess. Ministerium f.
Wirtschaft, Verkehr und Landes-entwicklung, Wiesbaden
Architektur: BLFP, Friedberg
Schulen mit Passivhausstandard?
- Wie soll das gehen?
Albert-Schweitzer-Gymnasium :
Erweiterungsbau
Erweiterungsbau
Gebäudehülle: Wärmedämmung
Wärmedämmung
Gebäudehülle: Dachkonstruktion
Gedämmte
Deckenelemente
40 cm
Wärmedämmung
UDA = 0.10 W/(m²K)
Gebäudehülle: Bodenplatte
Wärmedämmlage
unter der Bodenplatte
12 cm XPSDämmung
Foto: Herr Wolf
Wärmedämmlage auf
der Bodenplatte
12 cm EPSDämmung
UBP = 0.13 W/(m²K)
Anforderung: Wärmebrückenfrei
Fenstereinbau,
oben/seitlich
Planung
Ausführung
Fenster: Fensterqualität
wärmegedämmte Rahmen mit
Dreischeiben-WärmeschutzVerglasung: Uw = 0,80 W/m²K
Überprüfung der Luftdichtheit:
Drucktest-Ergebnisse
PH-Anforderung n50  0,6 h-1
Ergebnis Alsfeld n50 : 0,22 h-1
Anforderung gemäß EnEV n50 : 1,5 h-1
Kontrollierte Lüftung mit WRG:
Lüftungskonzept
2.OG
Architektur: BLFP, Friedberg / Haustechnik: Neuplan, Gießen
Kontrollierte Lüftung: Schnitt durch
Klassenraum
Architektur: BLFP, Friedberg / Haustechnik: Neuplan, Gießen
Gebäudehülle:
PassivhausStandard
Bestandsgebäude
Passivhaus
Außentemperatur 2°C
PassivhausSchule Alsfeld
Westseite
Architektur: BLFP, Friedberg /
Haustechnik: Neuplan,
Gießen
Gebäudehülle:
PassivhausStandard
Bestandsgebäude
Warmluftfahnen an
geöffneten Fenstern
Außentemperatur 2°C
Passivhaus
PassivhausSchule Alsfeld
Westseite
Architektur: BLFP, Friedberg /
Haustechnik: Neuplan,
Gießen
Raumluftqualität in Klassenräumen
8000
CO2-Konzentration [ppm]
Fensterlüftung
kontrollierte Beund Entlüftung
7000
6000
5000
4000
über
3000 ppm
3000
über
3000 ppm
2000
Grenzwert 1500 ppm
PH-SchuleFrankfurt-Riedberg
2005 (vorläufig)
A-Riedlingsdorf
(saniert) 2003
PH-SchuleWaldshut 2000
CHGumpenwiesen
1989
Hannover 2002
Stammheim 1989
CH-Dübendorf
1989
Heck 1921
Pettenkofer 1858
0
A-Riedlingsdorf
(Fensterlüftung)
2003
1000
Protokollband „Passivhaus Schulen“, www.passiv.de
Quelle: IWU, Stahl-Sonnenenergie, Muss, Gesundheitsamt Niedersachsen
Grundschule & Kita, Frankfurt-Riedberg
Schultyp: Grundschule
Nettogrundfläche: 5500 m²
Bauweise: Stahlbeton mit
Leichtbauelementen
Bauherr: Stadt Frankfurt/M.
Architekten: 4a, Stuttgart
Fertigstellung 2004
Messbegleitung
Im Auftrag vom Hochbauamt der Stadt
Frankfurt a.M.
Mit Fördermitteln der Deutschen
Bundesstiftung Umwelt und des Landes
Hessen
Bericht: Passivhausschule Frankfurt Riedberg –
Messtechnische Untersuchung, Passivhaus Institut
Raumluftqualität in einem Klassenraum
mit Lüftungsanlage (Frankfurt-Riedberg)
Messung
im belegten
Klassenraum
(3. März 06)
Quelle: Passivhausschule Frankfurt Riedberg – Messtechnische Untersuchung, Passivhaus Institut
Raumluftqualität in einem Klassenraum
mit Lüftungsanlage (Frankfurt-Riedberg)
Personenbezogene Luftmenge
(17 Schüler + 1 Lehrkraft): 16,4 m³/h
CO2-Konzentration mit und ohne
Lüftungsanlagenfunktion (10-Minuten-Daten)
Vergleich Heizenergieverbrauch
(Gesamtjahr)
projektiert
Energetische Bewertung Lüftungsanlage
Heizperiode Oktober 2005 bis April 2006
 = 84,2 %
(Kernwinter Dez. bis Jan.  = 85,4 %)
Stromeffizienzkriterium
0,43 Wh/m³ (Vorgabe PHI
 0,45)
„Arbeitszahl“  10
Reduzierung der Lüftungswärmeverluste
Antriebsenergie
Haupteingang
Zugang zum Hof
Energetische Auswirkung
von Türöffnungsvorgängen
im Eingangsbereich
Turnhalle
N
Grundriss EG
Aufzeichnung der Türöffnungsvorgänge
•Indentifizierung von
typischen Türöffnungsvorgängen und –dauern
Schließkontakte
(Öffnungsdauern)
50
46
42
38
34
30
26
22
18
14
10
Video-Aufzeichung
6
2
Häufigkeit
Messung am Haupteingang
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Öffnungsdauer [s]
Messung des Luftaustausch für
typische Türöffnungsereignisse
20 Türöffnungen
während 20 min
4.8
ln(Konzentration)mp
4.6
ohne
Türöffnungen
ohne
Türöffnungen
zusätzliche
Türöffnungen
4.4
4.2
4.0
Meßstelle1
Ausgleichsgrade
Ausgleichsgrade Türöffnung
3.8
3.6
3.4
19.50
19:30
19.67
19:40
19.83
19:50
20.00
20:00
20.17
20:10
20.33
20:20
20.50
Zeit (h)
Anbau Waldorfschule Bremen
Schultyp: Waldorfschule
Energiebezugsfläche 1000 m²
Bauherr: Schulbetriebsverein Freie Waldorfschule e. V.
Architekten: Prof. W. Dahms / F. Sieber, Bremen
Baujahr: 2000
Passivhaus-Schule Waldorfschule Bremen
Innenansichten
Passivhaus-Schule Waldshut
Schultyp:
Berufsschule für
Hauswirtschaft u.
Ernährungswissenschaft sowie
Gymnasium
NGF 5.826 m²
Bauherr: Landkreis
Waldshut;
Projektleitung:
Bauamtsleiter
Kuhlmey
Architekten: Harter
und Kanzler freie
Architekten BDA
bezogen:
Ostern 2003
Albert Schweitzer Schule, Alsfeld
Schultyp: Gymnasium
Bauweise: Massivbau, WdVS, Holz Bauherr: Vogelsbergkreis Fertig.2006
Architekten: Prof. Bremmer-Lorenz-Frielinghaus Planungsges. mbH
Passivhaus-Schulen mit Sporthalle
Montessori-Schule
Aufkirchen
Architekten Walbrunn-Grotz-Vallentin-Loibl
Ingenieurbüro Lackenbauer und Mack
Montessori
Volksschule
Fertigstellung 2004;
3300 m² Nettonutzfläche
Montessori Verein
Landkreis Erding e.V.
PassivhausSchulneubauten
MontessoriSchule
Aufkirchen
PH-Schulsporthallen
Bauherr: Stadt
Heidelberg
Architekt: ap
88, Heidelberg
Beispiel: PH-Schulsporthallen
Fotos: Myrzik & Jarisch
Bauherr: Landkreis München
und Stadt Unterschleißheim
Architekt: Pfletscher und
Steffan, München
Beispiel: PH-Schulsporthallen
Dreifeld-Sporthalle Laatzen
Architektur: Stadt Laatzen, Architekturbüro ART-Plan/
Architektur- und TGA Büro Grobe Passivhaus
Haustechnik: Theurich und Klose / Architektur- und TGA
Büro Grobe Passivhaus
PH-Sporthalle
Kombination von
Hallen- und
Nebenraumlüftung
Dreifeld-Sporthalle
Laatzen
Architekt: Carsten
Grobe, Ottbergen
Halle
Lüftungsgerät
m. WRG
Duschen
Umkleide
-
+
Vorher
Bauherr:
ABG Frankfurt Holding
Architektur:
faktor 10, Darmstadt
Nachher
über über
90%
200
kWh Effiz.verm²a besse-
Wiss. Beratung und Messungen:
Passivhaus Institut, Darmstadt
Förderung: Hess. Ministerium f.
Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung, Wiesbaden
• Wärmedämmung Dach
• Wärmedämmung Wand
• Warmfenster
• Lüftung mit WRG
• Brennwertgerät
• Solaranlage
rung
16
kWh/m²a
Gelegenheiten nutzen:
„Wenn Schon, denn
schon“
Kopplungsprinzip: Energiespar-Maßnahmen
werden regelmäßig erst durch eine ohnehin
fällige Maßnahme wirtschaftlich
Mäßige Effizienz-Maßnahmen
•sind für viele Jahre verloren
(Erneuerungszyklen)
•und sind häufig nicht mehr wirtschaftlich
verbesserbar!
Beispiel:
WDVS auf
ungedämmter
Außenwand
8
1,2
5,2
9,2 13,2 17,2 21,2 25,2 29,2 33,2 37,2 41,2 45,2 49,2 53,2
16
7 14
6 12
Jährlicher Gewinn [€/m²]
•OhnehinMaßnahme
Neuanstrich
Dämmstärke ( = 0.040 W/(m²K)) [cm]
5 10
U= 0,23
W/(m²K)
Optimum bei U= 0,16
W/(m²K); (22 cm WD)
U= 0,11
W/(m²K)
4 8
3 6
ökonomisch
optimaler Bereich
2 4
1 2
0 0
-1
Quelle: Bewertung energetischer
Anforderungen im Lichte
steigender Energiepreise für die
EnEV..., BBR-Online-Publikation
18/08.
-2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
R-Wert [(m²K)/W]
Generalsanierung der Grundschule in
Baiersdorf
Foto: Architekturbüro Haase
NGF: 3031m²
Architektur: Architekturbüro Haase, Karlstadt /
Haustechnik: Sebrantke, Heroldsbach
Baiersdorf: dezentrales Lüftungskonzept
+ Integrierbares Kanalnetz
+ keine
Lüftungszentrale
- dezentrale
Lüftungsgeräte und
Anschlüsse
- Wartung
(Filter)
Architektur: Architekturbüro Haase, Karlstadt / Haustechnik: Sebrantke, Heroldsbach
Baiersdorf: dezentrales Lüftungskonzept
Baiersdorf:
gedämmte Fenster + Sonnenschutz
•nicht PassivhausQualität (UW = 0.9 W/(m²K))
•Interessante Lösung
für Modernisierungen
Schulsanierung Schwanenstadt (A)
Schultyp: Gymnasium
Bauweise: Massivbau +Holzfassade Fertigstellung 2006
Architekten: Architekt DI Heinz Plöderl PAUAT Architekten
Vorher
Schulsanierung Schwanenstadt (A)
Schultyp: Hauptschule + polytechn. Schule Nettogrundfläche: 3300 m²
Bauweise: Massivbau +Holzfassade Fertigstellung 2006
Schulsanierung Schwanenstadt (A):
dezentrale Deckengeräte
• hocheffiziente
Wärmerückgewinnung
• Integration von
Schalldämpfern und Luftein/auslässen in das kompakte
Lüftungsgerät
• bedarfsgerechte Steuerung
Sommerliche Behaglichkeit in einem
Klassenraum - Warme Sommerwoche
Protokollband „Passivhaus Schulen“, www.passiv.de
32
empfundene Raumtemperatur /
Außentemperatur [°C]
31
30
29
28
WS Passivhaus
WS EnEV
Außenluft
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
24.6
25.6
26.6
27.6
28.6
29.6
30.6
Datum
1.7
Sommerliche Behaglichkeit (in
Schulen) im Griff
Zusammenfassung
Schule als Passivhaus erprobtes Konzept
Energieeinsparpotential durch Messungen
bestätigt
Passivhaus-Lüftung in Schulen verbessert die Lernund Lehrbedingungen
Behaglich auch im Sommer
Passivhaus-Technik auch bei Modernisierung
einsetzbar
Literatur:
- Protokollband Passivhaus-Schulen, Passivhaus Institut
- Passivhausschule Frankfurt Riedberg – Messtechnische Untersuchung, Passivhaus Institut
- Leitfaden für energieeffiziente Bildungsgebäude im Neubau und bei der Modernisierung,
Passivhaus Institut (Ende 2009)

Passivhausstandard für hessische Schulen

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