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Anmerkungen zur Geschichte

Wann wurde das erste Passivhaus gebaut? Wer hat das Passivhaus erfunden? Ist „Passivhaus“ nur ein neuer Name für „supergedämmte Häuser“ (superinsulated homes)? Hier gibt es einige Anmerkungen dazu, naturgemäß unvollständig, aber bemüht, ein wenig Klarheit zu schaffen.

Traditionelle Passivhäuser

china_traditionell.jpgTraditionelle Gebäude in Südchina. Bei diesem Klima stellt eher der Sommer eine Kühlaufgabe; Wohnhäuser brauchen keine Heizung.

In vielen Klimaregionen der Welt braucht man keine Heizung und keine aktive Kühlung, wenn man einigermaßen „vernünftig“ baut (Teile Irans, Küste Portugals, Teile Südchinas,…). Dort wurden schon immer auch „passive Häuser“ gebaut, wenn gleich auch nicht als solche klassifiziert. Dies tat Bo Adamson (1990) und aus der Frage, ob dies mit technisch vertretbaren Mitteln auf Europa übertragen werden kann, entstand die Idee zum Forschungsprojekt „passive Häuser“. Siehe [Adamson 1992] .

Traditionelle Passivhäuser in Island

torfrasenhaus_island.jpgTorfrasenhäuser in Island.

In Island gab es nach der Brennholzkrise im Mittelalter eine Tradition der „Torfrasenbauweise“. Das waren Passivhäuser, wenngleich ohne angemessene Fenster und ohne ausreichende Lüftung.

Brennholzkrise: Im 17. und 18. Jh. wurde in Europa das Brennholz durch Übernutzung der Wälder knapp. Die Lösung war hier die Förderung von Kohle. In Island gab es diese Lösung nicht. Not macht erfinderisch: Die Isländer haben schnell herausgefunden, dass gut gedämmte Häuser auch von selbst warm bleiben.

Forschungsschiff Fram war Passivhaus (!)

fram_nansen.jpgDie „Fram“, das Polarschiff von Fridtjof Nansen, war ein Passivhaus (1883)

Das erste wirklich funktionsfähige und vollwertige Passivhaus war kein Haus, sondern ein Schiff: Die Fram von Fritjof Nansen (1883).

Er selbst schreibt: „… Die Wände sind mit geteertem Filz bedeckt, darauf folgt Korkfüllung, dann eine Vertäfelung aus Tannenholz, dann wieder eine dicke Filzlage, dann luftdichtes Linoleum und schließlich wieder eine Täfelung. Die Decken … sie haben alles in allem eine Dicke von ungefähr 40 cm. Das Fenster, durch das die Kälte besonders leicht eindringen konnte, wurde durch dreifache Scheiben und auf andere Weise geschützt. (Hier) ist ein warmer, gemütlicher Aufenthaltsort. Ob das Thermometer 5° oder 30° unter dem Nullpunkt steht, wir haben kein Feuer im Ofen. Die Ventilation ist ausgezeichnet, …da sie geradezu frische Winterluft durch den Ventilator hinabtreibt. Ich gehe daher mit dem Gedanken um, den Ofen ganz wegnehmen zu lassen; er ist nur im Wege.
(aus Nansen: „In Nacht und Eis“, 1887)




Systematische Forschung: Vagn Korsgaard und das DTH-Nullenergiehaus

korsgaard_dth_nullenergi.jpgDas DTH-Nullenergiehaus auf dem Campus in Kopenhagen.

Auch das „DTH-Nullenergiehaus“ von Prof. Vagn Korsgaard (Kopenhagen, 1973) war ein Passivhaus. Systematisch wurden an der Dänischen Technischen Hochschule Simulationen durchgeführt, Entwürfe optimiert und das erste solche Haus gebaut. Das Objekt wurde anschließend noch viele Jahre als Gästehaus der Universität genutzt. Allerdings: Die aktive Solartechnik wurde nach Defekten nicht erneuert. Die Zielsetzung „Nullenergiehaus“ wurde in der Folge an der DTH zugunsten des „Niedrigenergiehauses“ zurückgestellt.

Siehe [Korsgaard et al 1978] .

Die Erfahrungen aus diesem Projekt flossen in die Passivhaus-Forschung von Anfang an ein.

Systematische Arbeiten in Deutschland: Hörster und Steinmüller mit dem Philips-Experimentierhaus

philips_experimentierhaus.jpgDas Philips-Experimentierhaus (aus: Hörster et al)
Parallel zu den skandinavischen und amerikanischen Entwicklungen, wurde in Deutschland von H. Hörster (Gruppenleiter), B. Steinmüller (Gebäudemodelle und Simulationen) und anderen Mitarbeitern, eine systematische Studie über Energie-effiziente Gebäude, mit Mitteln des Bundesministeriums für Forschung durchgeführt. Ein hervorragend gedämmtes Versuchs-Haus, erbaut im Jahr 1974/75, ausgestattet mit einem Erdwärmetauscher, einem kontrollierten Lüftungssystem, Solartechnik und Wärmepumpentechnologie, „bewohnt“ von einem Computer, diente als Test- und Vergleichsobjekt für die Computermodelle, welche verwendet wurden, um die Möglichkeiten der Energieeffizienz und die Nutzung von erneuerbaren Energiequellen zu untersuchen. Diese Studien zeigten, dass allein durch passive Maßnahmen Energieeinsparungen um einen Faktor 10 bis 20 in Europa und Amerika realisiert werden können. Sie erbrachten somit den Nachweis, dass diese Maßnahmen ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu energieeffizienten Gebäuden sind.

In der Passivhaus-Forschung wurden von Anfang an Erfahrungen aus diesem Projekt miteinbezogen.

Erfahrungen aus diesem Projekt wurden ebenfalls von Anfang an in die Passivhaus-Forschung miteinbezogen. Lesen Sie mehr: Das Philips Experimentierhaus: Forschung 1974ff: Passive versus aktive Massnahmen in Europa & Amerika.

Siehe [Hörster 1980] .

Pioniere in Nordamerika: William A. Shurcliff und Wane Shick

shurcliff_erste_superins.jpgBeispiel eines „superinsulated home“ in den USA

Eine ganze Reihe nordamerikanischer Entwicklungen der späten 70er und frühen 80er Jahre („superinsulated houses“) waren sehr nahe am Passivhaus. William A. Shurcliff (1981) hat zahlreiche Publikationen hierzu verfasst.

Diese Arbeiten waren eine wichtige Grundlage für die Niedrigenergie- und Passivhäuser in Europa.

Siehe [Shurcliff 1980] .

Passiv in 2164 m Höhe: Das Rocky Mountains Institute von Amory & Hunter Lovins

rocky_mountains_institute_lovins.jpgDas „Rocky Mountains Institute (rmi)“ von A. and H. Lovins. (Foto: rmi)

Amory Lovins, weltweit bekannt durch seine Publikationen zu alternativen Energiepfaden, beließ es nicht bei der Theorie. In 2164 m Höhe baute er in Old Snowmass, Colorado, ein extrem gut wärmegedämmtes und zugleich passiv solares Haus. Im Wintergarten gedeiht tropische Vegetation, der Ofen wird nur selten benutzt.

Diese Erfahrungen gaben der Passivhaus Forschung die Sicherheit und das Vertrauen, dass die Physik auch in der Praxis funktioniert. A. B. Lovins hat 1995 das Passivhaus Darmstadt Kranichstein besucht. Von Lovins kam die Anregung, das Passivhaus nicht nur als Forschungsprojekt zu begreifen, sondern als Lösung für einen Energiestandard der Zukunft. Siehe [Lovins 1978], [Carlock 1985], [Weizsäcker, Lovins 1995] .

Das "Nulli" in Dörpe

nulli_in_doerpe.jpgDas „Nullenergiehaus“ in Dörpe bei Hannover.

Das „Nullenergiehaus“ von Erhard Wiers-Keiser und dem Verein „Ökologische Zukunftswerkstatt Minimal- und Nullenergiehäuser e.V.“ (1989) hatte rechnerisch geringere Bedarfswerte als ein Passivhaus, im Betrieb aber leider höhere Verbrauchswerte. Probleme bereitete die Luftdichtheit (unverstärkte Baupapiere), die innenliegenden Dämmläden und die solare Speichertechnik. Der 10 m³ Solarjahresspeicher wurde später entfernt, um Platz für einen Flügel zu schaffen. Das Haus wird aber nach wie vor genutzt - als „Fast-Passivhaus“. Robert Borsch Laaks hat entscheidende Beiträge an der Detailentwicklung geleistet. Siehe [Hinz 1994] .

An diesem Projekt waren viele Mitwirkende der Passivhaus-Forschungsgruppe beteiligt.

Wesentliche Probleme bei den frühen Häusern waren:

  • Das noch fehlende Bewusstsein über die Notwendigkeit einer dauerhaften Luftdichtheit. Erkenntnisse dazu wurden vor allem in Schweden gesammelt. Prof. Arne Elmroth ist einer der entscheidenden Pioniere in dieser Frage.
  • Fehlende gute Lösungen für energieeffiziente Fenster (Lovins: „Wir hätten eine bessere thermische Trennung der Fensterrahmen verwenden sollen.“). Dadurch waren die Fenster oft klein oder sie mussten aufwändig mit temporärer Dämmung verdeckt werden. Beides waren Gründe, warum der Ansatz in der Breite nicht aufgenommen wurde.
  • Fehlende Zuverlässigkeit der Energieeffizienz der verwendeten Technik. In vielen Projekten kam es zum Effekt der „technological christmas trees“, komplizierter Technik, die am Ende nicht oder nicht lange funktionierte.

Weiter zu nennen sind die Entwicklungen und Erfahrungen vieler Pioniere in der Schweiz (z.B. Conrad U. Brunner, Ruedi Kriesi und Josef Jenni) und in Österreich (Helmut Krapmeier, Richard Caldonazzi, Sture Larsen).

Super-Niedrigenergiehäuser von Hans Eek

halmstadt_hans_eek.jpgIngolstadt-Halmstadt: Niedrigenergiehäuser (30 kWh/(m²a) Heizwärmebedarf) in zwei Ländern von Architekt Hans Eek (1985)

In Schweden wurde der Weg des „Niedrig-Energie-Hauses“ beschritten. Die Erfahrungen mit komplizierter, unzuverlässiger Technik hatte man dort schon früh gemacht und gelernt, die wesentlichen Dinge richtig zu machen: Luftdichtheit, sehr gute Wärmedämmung, gute Fenster, zuverlässige mechanische Lüftung. Ein wichtiger Pionier in Schweden ist Hans Eek - seine Lebensgeschichte spiegelt die Erfahrungen der Bauforschung direkt wider: Vom „technological christmas tree“ über das Super-Niedrigenergiehaus zum Passivhaus. Hier abgebildet sind Reihenhäuser aus dem deutsch-schwedischen Ingolstadt-Halmstad Projekt.
Diese Häuser sind zwar keine Passivhäuser, aber zum Passivhaus ist es nur ein kleiner Schritt.

Hans Eek war und ist Kooperationspartner in allen Phasen der Passivhaus-Entwicklung.

Das energieautarke Solarhaus in Freiburg

energie_autarkes_solarhaus.jpgDas energieautarke Solarhaus des ISE in Freiburg. Das Gebäude wird heute wie ein Passivhaus genutzt.

Das „energieautarke Solarhaus“ (ISE, Freiburg 1991/92, Wilhelm Stahl) wurde praktisch zeitgleich mit dem Passivhaus in Darmstadt errichtet. Es kommt ebenfalls einem Passivhaus sehr nahe. Die zum Teil sehr aufwendige autarke Versorgungstechnik mit Wasserstoffspeicher wurde nach Ende des Messzeitraumes nicht weiter betrieben. Die passiven Techniken und die Wärmerückgewinnung haben sich sehr gut bewährt. Heute testet das ISE in diesem Haus Passivhaus-Kompaktheizgeräte unter Praxisbedingungen auf ihre Tauglichkeit.

Mit dem ISE und mit Wilhelm Stahl hat sich die Passivhaus-Gruppe während des Baus der Projekte ausgetauscht und es wurde gegenseitige Unterstützung geleistet.

Das Passivhaus Darmstadt Kranichstein

passivhaus_kranichstein_sued.jpgPassivhaus Darmstadt Kranichstein, Südaufnahme

Ein Team von Wissenschaftlern befasste sich ab 1988/89 unter der Leitung von Wolfgang Feist mit dem „Bauvorbereitenden Forschungsprojekt Passive Häuser“ - eine internationale Kooperation, an der auch Bo Adamson und Gerd Hauser beteiligt waren. Systematisch wurden mit Förderung durch das Land Hessen die Bedingungen für energieeffiziente Häuser erforscht und Prototypen neuer Bauteile entwickelt und gefertigt: U.a. gedämmte Fensterrahmen, reduzierte Wärmebrücken und CO2-geregelte Lüftung. Nach Plänen von Prof. Bott/Ridder/Westermeyer wurde 1990/91 von einer privaten Bauherrengemeinschaft vier Reihenhauseinheiten errichtet. Die Häuser sind seit 1991 normal bewohnt. Ein begleitendes Messprogramm förderte Erkenntnisse zu hochwärmedämmenden Bauteilen, Fenstern, der Lüftungs-Wärmerückgewinnung, dem Nutzerverhalten, der Raumluft-Qualität, dem Aufkommen an inneren Wärmequellen und vielem mehr.

passivhaus_kranichstein_nord.jpgPassivhaus Kranichstein, Nordaufnahme

Unter normaler Wohnnutzung bestätigte dieses Projekt die einwandfreie Funktion aller wesentlichen Komponenten - und dies ungestört bis heute. Der gemessene Energieverbrauch für Heizung ist seit 15 Jahren stabil geringer als 10 kWh/(m²a), die Einsparung gegenüber traditionellen Gebäuden beträgt somit mehr als 90%. Dabei wurde eine sehr gute Luftqualität gemessen und die hohe thermische Behaglichkeit durch Feldmessungen und durch Befragungen der Nutzer bestätigt.

Die meisten Komponenten (z.B. gedämmte Fensterrahmen) waren bei diesem Projekt einzeln handwerklich gefertigte Sonderlösungen; deren einwandfreie Funktion war der ausschlaggebende Anlass, Serienproduktionen von Bauteilen dieser Qualität aufzunehmen.

Siehe [Feist 1992], [Feist, Werner 1994] .

Fazit

Wie auf der Passivhaus-Definition Seite beschrieben, ist das Passivhaus ein Konzept für höchste Behaglichkeit mit sehr geringem Heizenergiebedarf - die präzise Definition lautet:

„Ein Passivhaus ist ein Gebäude, in welchem die thermische Behaglichkeit (ISO 7730) allein durch Nachheizen oder Nachkühlen des Frischluftvolumenstroms, der für ausreichende Luftqualität (DIN 1946) erforderlich ist, gewährleistet werden kann - ohne dazu zusätzlich Umluft zu verwenden.“

Diese Definition ist rein funktional, enthält keinerlei Zahlenwerte und gilt für jedes Klima. Die Definition zeigt, dass es nicht um einen willkürlich gesetzten Standard geht, sondern um ein grundlegendes Konzept.

Das Passivhaus wurde also nicht erfunden - das Passivhaus-Prinzip wurde vielmehr entdeckt.


Gar nicht selten in der Geschichte wurden Prinzipien angewendet, bevor man sich ihrer bewusst wurde. An der Entdeckung waren viele Institutionen und Personen beteiligt. Ohne jeden Einzelnen hätte ein wichtiges Stück im Puzzle gefehlt. Jede Liste ist unvollständig, da wissenschaftliche Arbeiten immer auf vielen früheren Ergebnissen aufbauen, ohne sich dessen bewusst zu sein. Wichtig waren immer auch die Kontrahenten: Personen, die deutlich machten, dass sie rein gar nichts von diesem Ansatz hielten. Sie halfen, die Gedanken zu schärfen und das Prinzip klarer herauszuarbeiten.

„Passivhaus“ ist auch nicht einfach nur ein neuer Name für „Superinsulated Houses“, obwohl ein Passivhaus in kalten Klimaregionen einem superwärmegedämmten Haus meist sehr ähnlich wird. Das Passivhaus-Konzept schreibt nämlich die Technik, mit welcher das funktionale Ziel erreicht wird, nicht vor. Auch die „Passive Solar Homes“ alter Provenienz können Grundlage für ein funktionierendes Passivhaus sein. „Passive Solar Homes“ und „Superinsulated Houses“ wurden lange Zeit von ihren jeweiligen Verfechtern als konkurrierende Konzepte verstanden. Robert Hastings, Pionier der amerikanischen „passive solar architecture“ half entscheidend mit, diese Gegensätze zu überwinden.

Siehe auch

Literatur

[Adamson 1992] Adamson, B. „Passive Climatisation of Residential Buildings in China“, Lund University, Report TABK-92/3006 (1992)

[Korsgaard et al 1978] DTH-Nul-Energihus; Technical University of Denmark, 1978

[Hörster 1980] H. Hörster (Hrsg.): Wege zum energiesparenden Wohnhaus; Hamburg, 1980

[Shurcliff 1980] Super Insulated Houses and Double Envelope Houses, Brick House, Andover, 1st edition 1981

[Lovins 1978] Lovins, A. & H.: Sanfte Energie, Hamburg 1978

[Carlock 1985] Carlock, M.: A Solid Stand on Solar Battlements; in Solar Age, Jan 1985, S. 19-22

[Weizsäcker, Lovins 1995] Weizsäcker, U.; Lovins, A. & H.: Faktor Vier, München 1995

[Hinz 1994] Hinz, E. et al: Messdatenerfassung und Auswertung beim ökologischen Nullenergiehaus Dörpe, Institut Wohnen und Umwelt, Darmstadt, 1994

[Feist 1992] Feist, W. (Hrsg.): Bauvorbereitendes Forschungsprojekt Passive Häuser; IWU, Darmstadt, 1992

[Feist, Werner 1994] Feist, W. und Werner, J.: „Gesamtenergiekennwert < 32 kWh/(m²a)“; Bundesbaublatt 2/1994

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