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Ökologische Häuser

Ökologische Häuser im 21. Jahrhundert – Wege zum Ziel

Niedrigenergiehäuser, 3-Liter-Haus, Effizienzhaus 70 und 55, Passivhaus – diese Begriffe stehen für Gebäude, die wenig bis gar keine Energie in Form von Erdöl, Kohle, Gas oder Strom verbrauchen. Wer heute ein Haus baut, muss künftige Entwicklungen der Energiepreise im Blick haben. Angesichts zur Neige gehender fossiler Brennstoffe werden erneuerbare Energien immer attraktiver. Daher ist ein eindeutiger Trend zu den vorgenannten Haustypen zu verzeichnen. Zwar ist dieser Trend nicht ganz neu doch gerade nachdem die Preise für fossile Brennstoffe in den letzten Jahren immer neue Höchststände erreichten und attraktive Förderungen das Energiesparen interessant machen, werden immer mehr Häuser in energiesparender Bauweise errichtet. Zumal sind die Betriebskosten eines Hauses über die Jahre hinweg deutlich höher als die einmaligen Investitionskosten. Neue Gebäude sollen ohnehin laut der EnEV 2009 eine um durchschnittlich 30 Prozent bessere Energiebilanz aufweisen als früher und eine neue EnEV wird für Neubauten ab 2016 gelten. Grundsätzlich ist jeder Bauherr an die Vorgaben des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz und der Energieeinsparverordnung gebunden. Davon ist auch abhängig, welche Förderungen gewährt werden können. Die verschärften Anforderungen an den Wärmeschutz der Gebäudehülle und die Anlagentechnik haben auch die Anbieter gezwungen, ihre Angebote dem neuen Standard anzupassen. Leider kostet dieser Innovationssprung natürlich auch Geld, den die meisten Anbieter auf die Baukosten umlegen müssen. Doch diese Kosten amortisieren sich im Laufe der Jahre wieder. Mit immer besseren Wandaufbauten, einer optimierten Wärmedämmung und Wärmeschutzverglasung, Be- und Entlüftungsanlagen zur Verweidung von Lüftungswärmeverlusten, Solaranlagen zur Warmwasserversorgung und Erdwärmepumpen als Heizung und dergleichen betreten sowohl Massiv- als auch Fertighaushersteller das Terrain zukunftsweisender Hausbauten. Im folgendem stellen wir Bauweisen vor, die besonders energieeffizient sind.
Welche Kriterien bestimmen ein ökologische Bauweise?

  • Umwelt- und energiebewusste Standortwahl (z.B. Ausrichtung des Hauses und des Daches)
  • Kompakte Bauform zur Verringerung der Wärmeverluste
  • Optimaler Wärmeschutz der Gebäudehülle
  • Passive Sonnenenergienutzung
  • Ökologische Baustoffauswahl
  • Kontrollierte Wohnungslüftung
  • Einfach regelbare und energiesparende Heizung
  • Solare und energiesparende Warmwasserbereitung
  • Strom- und Wassereinsparungen mit technisches Einrichtungen
  • Aktive Regenwassernutzung
  • Berücksichtigung und Integration der natürlichen Stoffkreisläufe

Nachfolgend sollen die wichtigsten Faktoren, die für den Bau eines energiesparenden Hauses zu berücksichtigen sind, erläutert werden.

Ökologisches Bauen Quelle: ponsulak - Fotolia

Ökologisches Bauen Quelle: ponsulak – Fotolia

Die Grundstückssuche als Grundvoraussetzung für ökologisches Bauen

Zu Beginn aller Planungen steht die Suche nach einem geeigneten Grundstück. Dabei sind für die Auswahl meistens die Infrastruktur, die Lage, der Schnitt und die Erschließung des Grundstücks entscheidend. Doch die richtige Wahl bestimmt auch den zukünftigen Energieverbrauch. Oft bestimmen die Auflagen aus dem Bebauungsplan die Ausrichtung des Hauses. Idealerweise sollte sich das zukünftige Haus in einer Wind geschützten Lage befinden. Die Ausrichtung der Wohnbereiche sollte nach Süden möglich sein. Idealerweise sollten die großen Dachflächen der Sonne zugewendet errichtet werden. Dann ist die Montage ausreichend großer Solarkollektoren möglich. Allerdings sollte das Haus sich nicht im Schatten befinden.

Das Haus als Hauptfaktor

Die kompakte Bauform

Ein Ziel der energiebewussten Architektur ist es, ein Maximum an Raumvolumen und Wohnfläche mit einem Minimum an wärmeabgebender Außenfläche zu vereinen, also einen kompakten Baukörper zu schaffen. Die Kompaktheit des Gebäudes wird durch das sogenannte „A / V- Verhältnis“ ermittelt.

A / V –Verhältnis – umschlossenes Raumvolumen [V]

Je kleiner diese Wert desto besser ist das Energieverhältnis. Einfamilienhäuser haben bis zu fünfmal mehr Außenflächen pro Volumeneinheit als große Mehrfamilienhäuser. Deshalb gilt es besonders bei Einfamilienhäusern dies zu optimieren. Das ideale Verhältnis von Oberfläche und Volumen hat eine Halbkugel. Aber wer wohnt schon gerne in einem „Iglu“?!

Optimierter Gebäudegrundriß

Die Wahl der Grundrißform hat einen wesentlichen Einfluß auf das A / V –Verhältnis. Läßt man die aufwendig zu bauenden runden oder sechs- oder achteckigen Grundrisse beiseite, so ist eine quadratische Form das Optimum. Das heißt es ergibt sich die größte Nutzfläche bei gegebener Außenkantenlänge. Besonders ungünstig wirken sich alle Abwandlungen von der kompakten Bauform, insbesondere Vorsprünge wie Erker, Rücksprünge z.B. vom Obergeschoß überdachte Loggien auf die Summe der wärmeabgebenden Außenflächen aus. Das bestmögliche Ökohaus besitzt einen kompakten Hauskern mit einer geschlossenen Gebäudehülle. An diesen Hauskern können verschieden Nebenräume und Nebengebäude, auch zu einem späteren Zeitpunkt, angebaut werden. Ohne jedoch die kompakte Form des Kerns zu beeinträchtigen, im Gegenteil wird zum Beispiel ein vorgesetzter Wintergarten die Energieflüsse weiter verbessern. Machbar sind Abstellräume, Hobbyräume, Windfang, Wintergarten, Freisitz mit Pergola und auch ein Carport und viele individuelle Lösungen. In der Realität ist allerdings die konsequente Umsetzung dieser Idealbauweise nicht mit den wohnlichen Ansprüchen der Bauherren selten vereinbar. Hier gilt es einen guten Kompromiss zu finden.

Energieeffizienz - Bild: DOC RABE Media - Fotolia

Energieeffizienz – Bild: DOC RABE Media – Fotolia

Die Haustechnik

Die Haustechnik besteht aus einer modernen Warmwasser- und Heizungsanlage mit möglichst kurz gehaltenen Leitungswegen. Auf mögliche Systeme werden wir noch im folgenden Beitrag näher eingehen. Ein besonderes Augenmerk sollte der Bauherr auch auf die Regeltechnik haben. Die Energieverluste durch das Lüften werden mit Hilfe einer kontrollierten Lüftung durch ein einfach zu bedienendes Be- und Entlüftungssystem reduziert. Dabei sollte insbesondere der Außentemperaturfühler richtig angebracht werden. Viel Energie lässt sich auch durch einen zeitlich bedarfsgerechten Heizungsbetrieb sparen. Zudem sollte die gesamte Heizungsanlage regelmäßig durch einen Fachmann gewartet werden. Eine Regenwassersammelanlage (Zisterne) versorgt die Toilettenspülung, die Gartenbewässerung und bei genügend Regenwasserauffangfläche auch für die Waschmaschine, damit das wertvolle Trinkwasser eingespart wird.

Wärmeschutz und Luftdichtung

Ein Blick auf die Heizenergiebilanz eines Hauses offenbart drei große Gruppen der Wärmeverluste:

  • Lüftung
  • Rahmen und Verglasung von Fenstern
  • Wärmeleitung durch Dach, Wand, Boden

Die Energieeinsparverordnung verlangt die Reduzierung des Energieverbrauchs. Besonderen Einfluss auf die Wärmedämmung der Gebäudehülle hat die Luftdichtheit der Konstruktion und der Anschlussdetails.

Wärmedämmung

25 % bis 40 % der Wärme entweicht durch die Gebäudehülle ins Freie. Daher sollte der Wärmedämmung eine besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Vor allem die Außenwände und das Dach müssen wirksam gedämmt werden. Der Wärmeschutz eines Hauses funktioniert ähnlich dem eines dicken Pelzes von Tieren. In vielen kleinen isolierten Hohlräumen sammelt sich Luft. Luft ist ein schlechter Wärmeleiter und so bleibt viel von der Wärme erhalten. Neben der richtigen Dämmung spielt auch die Wahl der richtigen Baustoffe für die Wärmeverluste eine Rolle. Wie entscheidend die richtige Wahl der Baustoffe ist, zeigt nachfolgende Statistik: Die gleiche Dämmwirkung haben:

Dämmstoff 2 cm
Porenbetonstein 6 cm
Nadelholz 6,5 cm
Strohlehm 23,5 cm
Vollklinker 40,5 cm
Beton 105 cm

Für die Auswahl des richtigen Materials ist der „U-Wert“ (früher „k-Wert“) entscheidend. Dieser gibt den Wärmedurchgang und damit die Wärmeverluste an. Je niedriger dieser Wert ist, umso geringer fällt der Wärmeverlust aus. Ein guter Mix aus Baumaterial und Dämmung ist optimal. Ein bisschen mehr Dämmung schadet nicht, denn man kann kein Haus zu Tode dämmen. Allerdings Bedarfs es bei der Bauausführung einer besonderen Genauigkeit. Durch falsche Ausführung können Wärmebrücken entstehen, die zu Feuchte und Schimmel führen.

Schwachpunkte – Luftdichte Gebäudehülle

Konstruktion

Der luftdichten Gebäudehülle ist beim Niedrigenergiehaus besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Durch Fugen und Ritzen können erhöhte Wärmeverluste und Feuchteschäden entstehen. Bei den heute noch häufig undichten Bauausführungen muß damit gerechnet werden, daß Heizwärmeverluste in der Größe zwischen 5 und 50kWh/m2 Wohnfläche und Jahr auf Konvektion durch Fugen und Ritzen entfallen. Durch eine Fuge von 3mm Breite und 1m Länge kann bei mittleren Druckunterschieden bereits 10-15 mal mehr Wärme verloren gehen, als durch 1m2 gedämmte Fläche (140mm Dämmstoff). Es empfiehlt sich das folgende Vorgehen zur Sicherstellung einer hohen Gebäudedichtheit: -Die Aufstellung eines Dichtungskonzeptes für jedes Objekt mit genauer Festlegung der Dichtungsebenen und Materialien. Der Architekt sollte die Zahl von Durchdringungen der Gebäudeaußenbauteile gering halten, kompliziertere Anschlüsse mit Detailzeichnung planen und über die Bauleitung durchsprechen lassen. Der Dichtheit muss an der Baustelle besondere Bedeutung beigemessen werden. Spezielle Detailpunkte und z.B. die Anschlüsse von flächigen Folien, sind an der Baustelle, ähnlich wie die Bewehrung, zu prüfen und „abzunehmen“. Die Ausführung muss sehr sorgfältig geschehen, die Handwerker sind einzuweisen. Ein Drucktest mit einer „Blower-Door“ bei Unter- und Überdruck im Gebäude kann Aufschluss über die Dichtheit und die Lage von Leckagen bringen. Der Eindichtung von Fenstern in die Außenwand ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken.

Wärmebrücken
Wärmebrücken sind Schwachstellen in der Gebäudehülle. Der Wärmeverlust ist an den Stellen deutlich höher als im umliegenden Bauteil. Schwachstellen sind insbesondere die Anschlüsse von Wand, Fenster, Decken, Dach und Balkon sowie Gebäudeecken.

Lüftungsarten

Um das Einsparpotenzial eines gut gedämmten Gebäudes voll auszunutzen zu können, ist eine energieeffiziente Lüftungsart notwendig. Folgende Möglichkeiten gibt es, um ein Gebäude zu lüften: Fensterlüftung, Abluftanlage, dezentrale und zentrale Lüftungsanlagen mit und ohne Wärmerückgewinnung. Bei der Fensterlüftung ist auf eine richtige Lüftung zu achten. Dauerlüften oder gekippte Fenster bewirken nur unnötige Wärmeverluste. Ungenügendes Lüften ist jedoch häufig die Ursache für Feuchtigkeit und Schimmel. Besonders energiesparend sind Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung. Dabei wird die in der abgesaugten Abluft die enthaltene Wärme verwertet. Eine Vermischung der Abluft mit der Zuluft wird jedoch dabei ausgeschlossen. Gegenüber einer Heizung ohne Wärmerückgewinnung werden trotz höheren Stromverbrauchs bis zu 22 % der Primärenergie eingespart.

Welche Heizung passt zur mir

Jedes Heizsystem bietet Vor- und Nachteile und der Häuslebauer hat die Qual der Wahl. Maßgebliche Faktoren für die Entscheidung sind die Anschaffungskosten, Preisentwicklung des Brennstoffs, Größe der Anlage und die Qualität der Wärmeproduktion, die Regel- und Steuerungsmöglichkeiten sowie die Umweltverträglichkeit. Welche Systeme da in Frage kommen, sollte genau abgewogen werden.

Fabian Möbis

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