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grundlagen:passivhaeuser_in_verschiedenen_klimazonen:passivhaeuser_in_neuseeland:das_passivhaus_in_neuseeland:waermeschutz

Im Auftrag der School of Architecture and Planning, The University of Auckland.
Finanziert durch NICAI Faculty Research Development Fund.

Januar 2010; Author: Jessica Grove-Smith, Jürgen Schnieders Korrigierte Version November 2011

Zum Anfang der Studie: Planungsgrundlagen für Passivhäuser in Neuseeland

Das Passivhaus in Neuseeland - Wärmeschutz

Bei der Betrachtung von Gebäude-Energiebilanzen wird sehr schnell deutlich, dass der größte Anteil an Wärme durch die Hüllfläche des Gebäudes verloren geht, nämlich durch Transmissionsverluste. Diese Verluste können vergleichbar einfach reduziert werden, indem der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) der Außenbauteile reduziert wird.

Dämmung und Wärmebrückenfreiheit

Für alle Standorte wurde ein Kombination von Dämmstärken der Außenbauteile ermittelt, bei der das Referenzgebäude einen Heizwärmebedarf unter 15 kWh/(m²a) aufweist und die Heizleistung niedrig genug ist, dass die Beheizung über die Zuluft erfolgen kann. Die jeweiligen Dämmstärken und entsprechenden U-Werte sind in Tabelle 4 aufgelistet. Die erforderliche Stärke steht in starkem Zusammenhang mit dem lokalen Klima, insbesondere den Außentemperaturen im Winter.

AucklandWellingtonChristchurch
Dämmstärke Wand [cm]61520
U-Wert Wand [W/(m²K)]0,4490,2020,155
Dämmstärke Dach [cm]62025
U-Wert Dach [W/(m²K)]0,4150,1560,128
Dämmstärke Kellerdecke [cm]246
U-Wert Kellerdecke [W/(m²K)]0,7980,5480,417
Tabelle 4: Benötigte Dämmstärken, damit der Heizwärmebedarf der Referenzgebäude 15 KWh/(m²a) nicht überschreitet und über die Zuluft beheizt werden kann.

Die hier angegebenen Dämmstärken sind an das spezifische Beispielgebäude angepasst und stellen lediglich Richtwerte für die Umsetzung des Passivhausstandards in Neuseeland dar. Verschiedenste Gebäudeparameter, wie z.B. die Größe bzw. Kompaktheit, die Verglasungsfläche, die Orientierung etc. beeinflussen die Energiebilanz. Hohe Verluste, die an einer weniger optimierten Stelle eines Gebäudes auftreten, müssen an anderer Stelle kompensiert werden, um den gleichen Zielwert zu erreichen. Im Einzelfall ermöglicht die Planung mit dem PHPP eine vergleichbar einfache Ermittlung der benötigten Dämmstärken und erforderlichen Komponentenqualitäten eines jeden individuellen Bauprojekts (vgl. Kapitel 5). Ein wesentlicher Bestandteil des Passivhauskonzeptes ist „wärmebrückenfreies Konstruieren“. Als wärmebrückenfrei gelten Anschlüsse mit einem Psi-Wert, der den gesetzten Grenzwert von Ψ ≤ 0,01 W/mK unterschreiten. Wärmebrücken erleichtern den Wärmestrom zwischen dem Gebäudeinneren und der Umgebung, so dass dadurch im Winter Wärmeverluste auftreten, die den Heizwärmebedarf des Gebäudes bedeutend erhöhen und im Sommer ggf. ungewollte Wärme in das Gebäude eindringen kann. In manchen Fällen, lassen sich Wärmebrücken nicht vermeiden – diese sollten aber in jedem Fall optimiert und in der Energiebilanz berücksichtigt werden. Allen im Rahmen dieser Studie durchgeführten Berechnungen liegt zugrunde, dass das jeweils modellierte Gebäude wärmebrückenfrei konstruiert ist.

Kompaktheit

Im Zusammenhang mit Gebäudeenergieeffizienz wird mit dem Begriff der „Kompaktheit“ das Verhältnis der Außenoberfläche A [m²] eines Gebäudes zum Gebäudevolumen V [m³] beschrieben. Im Allgemeinen steigert ein kleineres A/V-Verhältnis die Effizienz eines Gebäudes, da die Verluste über die Oberflächen bei Beheizung desselben Volumens geringer sind.

Das in dieser Studie verwendete Beispielgebäude hat ein A/V-Verhältnis (Außenmaße ohne Dämmung mit Berücksichtigung der Kellerdecke) von 0,61 m²/m³. Dies wurde schrittweise von 0,2 m²/m³ bis 1 m²/m³ variiert, indem ausschließlich die Flächen der außenluftberührten Bauteile mit dem entsprechenden Faktor multipliziert wurden. In der Realität hat ein kompaktes oder weniger kompaktes Gebäudedesign andere auf den spezifischen Heizwärmebedarf ausschlaggebende Nebeneffekte wie z.B. die Verglasungsfläche, Größe der Energiebezugsfläche, tatsächliches Luftvolumen, Verhältnis der Dach- und Außenwandflächen etc. Diese Effekte werden hier zunächst vernachlässigt, um allein den Einfluss der Kompaktheit zu verdeutlichen.

Die Ergebnisse der Berechnungen sind in Abbildung 7 dargestellt und beweisen eine eindeutige Tendenz: Je kompakter das Gebäude, desto niedriger der Heizwärmebedarf und die Heizleistung. Dieser Effekt ist in Auckland, wo die U-Werte der Außenbauteile an niedrigsten sind, am größten.

Abbildung 7: Auswirkung der Gebäudekompaktheit auf den Heizwärmebedarf und die Heizleistung
an allen drei untersuchten Standorten.


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