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«G. Lang, M. Lang, B. Krauß, E. Panic, H. C. Obermayr, R. Wimmer Berichte aus Energie- und Umweltforschung 38/2007 Impressum: Eigentümer, ...»

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Erstes Einfamilien-Passivhaus

im Altbau

Umsetzung des Passivhausstandards und -komforts

in der Altbausanierung von Einfamilienhäusern

am Beispiel EFH Pettenbach

G. Lang, M. Lang,

B. Krauß, E. Panic, H. C. Obermayr, R. Wimmer

Berichte aus Energie- und Umweltforschung

38/2007

Impressum:

Eigentümer, Herausgeber und Medieninhaber:

Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie

Radetzkystraße 2, 1030 Wien

Verantwortung und Koordination:

Abteilung für Energie- und Umwelttechnologien Leiter: DI Michael Paula Liste sowie Bestellmöglichkeit aller Berichte dieser Reihe unter http://www.nachhaltigwirtschaften.at

oder unter:

Projektfabrik Waldhör Währingerstraße 121/3, 1180 Wien Email: versand@projektfabrik.at Erstes Einfamilien-Passivhaus im Altbau Umsetzung des Passivhausstandards und -komforts in der Altbausanierung von Einfamilienhäusern am Beispiel EFH Pettenbach Ing. Günter Lang, Mathias Lang LANG consulting DI Bernd Krauß planungsteam E-plus DI Hans Christian Obermayr Obermayr Holzkonstruktionen GmbH Ing. Emanuel Panic TB Panic Roland Wimmer Schloßgangl GmbH & Co KG Wien, April 2006 Ein Projektbericht im Rahmen der Programmlinie Impulsprogramm Nachhaltig Wirtschaften Im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie Vorwort Der vorliegende Bericht dokumentiert die Ergebnisse eines beauftragten Projekts aus der Programmlinie Haus der Zukunft im Rahmen des Impulsprogramms Nachhaltig Wirtschaften, welches 1999 als mehrjähriges Forschungs- und Technologieprogramm vom Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie gestartet wurde.

Die Programmlinie Haus der Zukunft intendiert, konkrete Wege für innovatives Bauen zu entwickeln und einzuleiten. Aufbauend auf der solaren Niedrigenergiebauweise und dem Passivhaus-Konzept soll eine bessere Energieeffizienz, ein verstärkter Einsatz erneuerbarer Energieträger, nachwachsender und ökologischer Rohstoffe, sowie eine stärkere Berücksichtigung von Nutzungsaspekten und Nutzerakzeptanz bei vergleichbaren Kosten zu konventionellen Bauweisen erreicht werden. Damit werden für die Planung und Realisierung von Wohn- und Bürogebäuden richtungsweisende Schritte hinsichtlich ökoeffizientem Bauen und einer nachhaltigen Wirtschaftsweise in Österreich demonstriert.

Die Qualität der erarbeiteten Ergebnisse liegt dank des überdurchschnittlichen Engagements und der übergreifenden Kooperationen der Auftragnehmer, des aktiven Einsatzes des begleitenden Schirmmanagements durch die Österreichische Gesellschaft für Umwelt und Technik und der guten Kooperation mit der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft bei der Projektabwicklung über unseren Erwartungen und führt bereits jetzt zu konkreten Umsetzungsstrategien von modellhaften Pilotprojekten.

Das Impulsprogramm Nachhaltig Wirtschaften verfolgt nicht nur den Anspruch, besonders innovative und richtungsweisende Projekte zu initiieren und zu finanzieren, sondern auch die Ergebnisse offensiv zu verbreiten. Daher werden sie in der Schriftenreihe publiziert, aber auch elektronisch über das Internet unter der Webadresse http://www.HAUSderZukunft.at Interessierten öffentlich zugänglich gemacht.

DI Michael Paula Leiter der Abt. Energie- und Umwelttechnologien Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie LANG consulting

Autoren:

Ing. Günter Lang und Mathias Lang DI Bernd Krauß und Ing. Emanuel Panic DI Hans Christian Obermayr und Roland Wimmer

Projektpartner Erstes Einfamilien-Passivhaus im Altbau:

Familie Ing. Werner u. Gabriele Schwarz Pettenbach Bauherrn

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Besten Dank für die hervorragende Zusammenarbeit an alle Projektbeteiligte Wien, April 2006 Kurzfassung Die vorbildhafte Umsetzung des Passivhausstandard und -komfort in der Altbausanierung von Einfamilienhäusern am Beispiel EFH Schwarz in Pettenbach/OÖ stellt Österreichweit eine Premiere dar. Neben der radikalen Reduktion des Energieverbrauchs um 95% und der CO2-Emissionen für Raumwärme um 93% stand bei diesem Demonstrationsprojekt im Rahmen der Forschungsprogrammlinie „Haus der Zukunft“ des BMVIT die innovative Sanierung mit hohem Vorfertigungsgrad durch vorgehängte Holzwandelemente im Vordergrund.

Im Bodenaufbau konnte mit der Vakuumdämmung trotz begrenzter Aufbauhöhe der hohe Dämmstandard erzielt werden. Die Wärmebrücken des bestehenden aufgehenden Mauerwerks wurden mit Hilfe einer rundum laufenden Schirmdämmung entschärft. So wurde trotz Verdoppelung der Nutzfläche von 97 m² auf 217 m² der Heizwärmebedarf von 27.100 kWh/a Flüssiggas auf lediglich

3.170 kWh/a Strom aus Sonnenenergie reduziert!

Das optimierte Lüftungssystem mit einem hocheffizienten Kompaktgerät sichert permanent Frischluft im ganzen Haus und stellt den erforderlichen Restwärmeund Warmwasserbedarf zur Verfügung. Die fassadenintegrierten PhotovoltaikPaneele mit einer Leistung von 2,4 kWp decken den gesamten Restwärmebedarf.

Der maximale Einsatz nachwachsender Rohstoffe und die Sanierung des Altbaus statt Abriss und Neubau reduzierte außerdem um 80% den Verbrauch an nicht nachwachsenden Rohstoffen und den Einsatz an grauer Energie.





Der konsequente Umbau zum Passivhaus hat gegenüber einer konventionellen Sanierung 16% und der Einsatz ökologischer Maßnahmen 11% Mehrkosten verursacht. Auf Grund der dramatisch reduzierten Energiekosten, die zu erwartenden Heizkostensteigerungen und die höchsten Förderungen macht sich die konsequente Sanierung für die Bauherrn jedoch innerhalb weniger Jahre bezahlt. Die steigenden Energiepreise verschaffen den Bewohnern damit mit Sicherheit kein Kopfzerbrechen mehr!

Motivation

Die thermisch nachhaltige Altbausanierung stellt mit Abstand den wichtigsten Beitrag für eine wirkungsvolle Reduktion der CO2 - Emissionen im Kyotomaßnahmenpaket dar. Hierbei ergibt sich die Chance, sanierungsbedürftige Gebäude gleich auf einen hohen Standard hinsichtlich Energieeffizienz und Nutzerkomfort zu bringen. Eine erhebliche Steigerung des Wohnkomforts gegenüber konventionell sanierten Gebäuden bietet speziell die Komfortbe- und Entlüftung mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung, welche permanent Frischluft in allen Räumen und behagliche Wohnqualität wie in einem Neubau garantiert.

„Wohnkomfort, Energieeinsparung und Klimaschutz sind kein Widerspruch, sondern die beste Zukunftssicherung. Das Passivhaus bietet dazu sowohl im Neubau als auch Altbausanierung die beste Voraussetzung für ein gutes und gesundes Klima.“ Eine nachhaltige Klimarettung erfordert engagierte Projekte und Menschen.

Ziele

Für Sanierung und Zubau wurden sehr gute Kosten-/Nutzeneffekte erzielt:

Hohe Nutzungsqualität: gute Frischluftqualität in allen Zimmern, verbesserte Tageslichtsituation, erheblich verbesserter thermischer Komfort.

Hohe Vorfertigung und kurze Montagezeiten auf der Baustelle.

Sehr geringer Energiebedarf: Heizwärme- und Primärenergiebedarf gemäß Passivhausgrenzwerten um 95% geringer als Bestand und ca. 75% geringer als bei einer konventionellen Sanierung.

Steigerung der Gebäudequalität: hoher Gebäudewert durch eine nachhaltige, langfristig bestehende Sanierung, geringe Lebensdauerkosten.

Vorbildwirkung: erste Passivhaussanierung eines Einfamilienhauses, zukunftsweisendes Konzept in den Bereichen Energieeffizienz und moderner Wohnbau Innovative Aspekte

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Mehrkosten rechnen sich vom ersten Tag an!

Der konsequente Umbau zum Passivhaus hat gegenüber einer konventionellen Sanierung 16% und der Einsatz ökologischer Maßnahmen 11% Mehrkosten verursacht. Die Bauherren erhalten damit allerdings auch die höchsten Förderungen und Zuschüsse vom Land. Das verbleibende höhere Bankdarlehen wird jedoch zur Gänze von den dramatisch reduzierten Energiekosten abgedeckt.

Zudem sind die Bankzinsen niedriger als die zu erwartenden Heizkostensteigerungen, womit sich die konsequente Sanierung auf jeden Fall auszahlt.

Baukosten: 1.456.- €/m² inkl. Ust. Bauzeit: November 2004 bis Juni 2005 Mehrkosten gesamt: 389.-€/m² Mehrkosten Passivhaus: 171.-€/m² inkl. Ust Summary The exemplary implementation of the passive-house standard and comfort in the rehabilitation of already existing single-family homes as demonstrated in the house of the Schwarz family at Pettenbach, Upper Austria is unique for Austria.

Apart from the dramatic reduction of energy consumption amounting to around 95% and of CO2 emissions for room heat by 93%, this show-case project within the framework of the research programme line called „House of the future“ conducted by the Austrian Federal Ministry of Transport, Innovation and Technology (“BMVIT”) focussed primarily on the innovative modernisation and rehabilitation concept based on a high degree of prefabricated hook-in timber wall elements.

As for the floor, the high insulation standard could be reached by using vacuum insulation although the floor height was limited. The thermal bridges of the existing rising brickwalls were compensated by a circumferential umbrella-shaped insulation. With this, the heating energy requirement of 27,100 kWh/a of liquid gas were reduced to only 3,170 kWh/a power generated from solar energy, even though the useful floor space was doubled from 97 m² to 217 m²!

The optimized ventilation system using a highly efficient compact unit ensures permanent supply of fresh air throughout the building and covers the required residual heat and hot water demand. The 2.4 kWp photovoltaic panels integrated into the façade cover the entire residual heat demand.

The use of a maximum quantity of renewable resources and the upgrading of the old building instead of tearing it down and building a new house also cut the consumption of non-renewable raw materials and of grey energy by 80%.

Compared with conventional rehabilitation methods, the consistent conversion of the building to fulfil the passive-house standard has caused additional costs of 16%, the use of ecological measures additional costs of 11%. Due to the dramatically lowered energy costs, the anticipated rise of heating expenses and eligibility to obtain the highest public subsidy scheme, consistent rehabilitation will pay off for the building owners within a few years. Residents will certainly no longer have to worry about soaring energy prices!

Motivation The thermally sustainable rehabilitation of old buildings is the most important contribution by far to achieve effective reduction of CO2 emissions within the Kyoto framework, while at the same time offering the opportunity of providing buildings in need of rehabilitation with a high level of energy efficiency and user comfort from the very beginning. Compared with conventional rehabilitation, it is in particular the comfortable ventilation and air extraction system including heat recovery that guarantees a permanent supply of fresh air in all rooms and comfortable living quality like in a new building.

„Living comfort, energy saving and climate protection are no contradiction, but the best way to secure the future. The passive house offers the best prerequisites of providing a sound and healthy climate both in the construction of new and rehabilitation of old buildings.“ Sustainable efforts to save the climate call for dedicated projects and committed people.

Objectives Very promising cost/benefit effects were achieved for the rehabilitated and the

new part of the building:

High occupational quality: Good fresh air quality in all rooms, improved daylight situation, considerably improved thermal comfort. High degree of prefabrication and short installation time on the construction site.

Very low energy requirement: Heating energy and primary energy demand according to passive-house limit values 95% lower than in the existing building and around 75% lower than with conventional rehabilitation.

Enhanced building quality: High building value due to sustainable, longterm rehabilitation measures, low life-cycle costs.

Role-model effect: First rehabilitation of a single-family house according to the passive-house standard, future-oriented concept in all fields of energy efficiency and state-of-the art residential housing Innovative aspects

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Additional costs pay off from the very first day!

Compared with conventional rehabilitation measures, the consistent conversion into a passive house has generated additional costs of 16%, the use of ecological measures additional costs of 11%, but at the same time, the building owners obtain the maximum government subsidies and grants. The remaining higher bank loan is fully covered by dramatically reduced energy expenses. Additionally, bank interests are lower than the anticipated increase in heating costs; this is why consistent rehabilitation of old buildings pays off in any case.

Construction costs: 1,456.- €/m² Construction period: November 2004 to June 2005 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung

1.1 Ausgangssituation – Problembeschreibung

1.2 Bedeutung des Projektes für die Programmlinie „Haus der Zukunft“

1.3 Folgeabschätzungen

1.3.1 Folgeabschätzung in wirtschaftlicher Hinsicht

1.3.2 Folgeabschätzungen in volkswirtschaftlicher Hinsicht

1.3.3 Folgeabschätzung in gesellschaftlicher Hinsicht

1.3.4 Folgeabschätzung in ökologischer Hinsicht

1.4 Schwerpunkte des Demonstrationsprojektes

1.4.1 Schwerpunkt - Alternative Entwurfsplanung auf Passivhausstandard..................30 1.4.2 Schwerpunkt – Passivhaustaugliche Gebäudehülle

1.4.3 Schwerpunkt – Gebäudetechnik

1.5 Vorarbeiten zum Thema Altbausanierung auf Passivhausstandard

1.5.1 Vorarbeiten der ursprünglichen Sanierungsplanung

1.5.2 Theoretische allgemeine Vorarbeiten

1.5.3 Vorarbeiten – Erste Passivhaus Schulsanierung

1.5.4 Vorarbeiten - Erstes Mehrfamilien- Passivhaus im Altbau

2 Methodik und Datenerfassung

2.1 Alternative Entwurfsplanung auf Passivhausstandard

2.1.1 Analyse des bestehenden Einfamilienhauses

2.1.2 Analyse der Raumanforderungen

2.2 Energieeffizienz und Komfort – Planungswerkzeuge

2.2.1 Passivhausprojektierungspaket PHPP



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