Passivhaus

Kernidee und Anforderungen

Ein Passivhaus ist ein Gebäude mit sehr geringem Energiebedarf. Es braucht in der Regel keine klassische wassergeführte Gebäudeheizung, weil Wärmeverluste konsequent vermieden werden. Erreicht wird das vor allem durch guten Wärmeschutz, die Vermeidung von Wärmebrücken, eine luftdichte Gebäudehülle und eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. „Passiv“ heißt es, weil ein großer Teil des Wärmebedarfs aus passiven Quellen stammt: Sonneneinstrahlung sowie Abwärme von Personen und technischen Geräten.

Das Passivhaus ist keine eigene Bauweise, sondern ein Baustandard. Er kann bei unterschiedlichen Gebäudetypen und auch durch Sanierung erreicht werden. Nach den Zertifizierungskriterien des Passivhausinstituts Darmstadt darf der Heizwärmebedarf höchstens 15 kWh pro Quadratmeter und Jahr betragen, was etwa dem Energiegehalt von 1,5 Litern Heizöl entspricht. Die maximal zulässige Heizlast beträgt 10 W/m² und muss auch an ungünstigen Wintertagen über die Zuluft einbringbar sein. Weitere Grenzwerte betreffen den Primärenergiebedarf, die Luftdichtheit und Wirkungsgrade der eingebauten Geräte; genannt wird ein Primärenergiebedarf von 120 kWh/(m²·a).

Bauweise und Technik

Das Funktionsprinzip beruht auf der starken Verringerung von Energieverlusten durch Transmission und Lüftung. Transmission bedeutet Wärmeverlust durch Bauteile wie Wände, Fenster und Dach. Typische U-Werte opaker Bauteile, also nicht transparenter Bauteile wie Wände oder Dach, liegen bei Passivhäusern bei ≤ 0,15 W/(m²·K). Wärmebrücken, also Stellen mit besonders hohem Wärmeverlust, und Undichtheiten sollen vermieden werden.

Fenster sind in mitteleuropäischen Passivhäusern meist dreifach verglast, mit selektiven Schichten und Edelgasfüllung, meist Argon. Der Ug-Wert solcher Verglasungen liegt etwa bei 0,5–0,7 W/(m²·K). Obwohl Fenster schlechter dämmen als gut gedämmte Wände, können unverschattete Südfenster im Winter durch solare Gewinne eine positive Energiebilanz haben. Schmale Rahmen erhöhen den Glasanteil und damit den möglichen Energieeintrag.

Die kontrollierte Wohnraumlüftung sorgt für den notwendigen Luftaustausch und begrenzt Lüftungswärmeverluste. Die gesamte Luft im Haus wird etwa alle 1 bis 4 Stunden ausgetauscht. Die Luftströme sind normalerweise so gering, dass weder Zugluft noch Geräusche wahrnehmbar sind. Das Herzstück ist ein Wärmetauscher, oft ein Gegenstromwärmeübertrager. Er kann 80 bis 95 % der Wärme aus der Abluft für die Zuluft zurückgewinnen, ohne dass sich die Luftströme vermischen. Eine Anlage ohne Heizfunktion nimmt in einem Einfamilienhaus etwa 40 Watt Leistung auf.

Der restliche Heizbedarf kann durch verschiedene Quellen gedeckt werden, zum Beispiel Gasheizung, Fernwärme, Wärmepumpe, elektrische Gebäudeheizung, thermische Solaranlage, Pelletofen oder Ölzentralheizung. Bei kleineren Passivhäusern können Kompaktgeräte Lüftung, Warmwasserbereitung, Mini-Wärmepumpe und elektrische Zusatzheizung verbinden. Der tatsächliche Bedarf hängt aber auch stark vom Nutzerverhalten ab, etwa von gewünschter Raumtemperatur, Verschattung und Lüftungsverhalten.

Wohngefühl, Luft und Schimmel

In einem Passivhaus verändert sich die Innentemperatur nur langsam. Bei ausgeschalteter Heizung sinkt sie selbst an kalten sonnenlosen Tagen um weniger als 0,5 K pro Tag. Wände und Böden haben nahezu dieselbe Temperatur; Fenster dürfen höchstens 3,5 K kälter sein. Im Sommer helfen Wärmedämmung und gegebenenfalls ein Erdwärmeübertrager, das Gebäude kühl zu halten, sofern direkter Wärmeeintrag durch Sonne sowie offene Türen und Fenster begrenzt wird. In Mitteleuropa ist dann meist keine Klimaanlage erforderlich.

Eine starke Temperaturzonierung ist nur begrenzt möglich. Wer zum Beispiel ein kühleres Schlafzimmer oder ein wärmeres Bad bevorzugt, kann das als Einschränkung empfinden, weil sich die Temperaturen zwischen Innenräumen oft angleichen.

Die Lüftungsanlage verbessert durch Luftfilter häufig die Luftqualität gegenüber der Außenluft. Zusätzliches Lüften ist möglich, aber grundsätzlich nicht nötig. Bei alleiniger Heizung über die Lüftungsanlage ist ein schnelles Aufheizen wegen der geringen Luftwechselrate von 0,4/h bis 1,0/h nicht möglich. In manchen Fällen wird im Winter eine niedrige relative Luftfeuchte berichtet; sie kann durch geringere Luftwechselrate oder Geräte mit Feuchterückgewinnung beeinflusst werden.

Passivhäuser sind wie viele moderne Gebäude weniger anfällig für Schimmel als ältere Gebäude. Die Lüftung führt Feuchtigkeit ab, die gute Dämmung hält Oberflächen warm, und die Vermeidung von Wärmebrücken reduziert Kondenswasser. Dadurch fehlt Schimmel häufig die Grundlage.

Kosten, Unterhalt und Förderung

Ein Neubau als Passivhaus ist nach Erfahrungen etwa 5 bis 15 % teurer als ein konventionell gebautes Haus nach dem seit 1. November 2020 gültigen Gebäudeenergiegesetz (GEG). Bei Altbausanierungen liegen die Mehrkosten erfahrungsgemäß bei 12 bis 18 %. Eine Lüftungsanlage im Einfamilienhaus kostete nach Angaben von 2007 etwa 6.000 bis 10.000 € fertig eingebaut, je nach Ausstattung. Die Amortisationszeit kann mehr als zehn Jahre betragen und hängt vor allem von künftigen Energiepreisen und Finanzierungskosten ab. Die Heizenergieeinsparung gegenüber einem konventionellen Gebäude nach neuestem Baustandard beträgt rund 75 %.

Mehrkosten entstehen unter anderem durch bessere Wärmedämmung, aufwendigere Anschlüsse, Lüftungstechnik mit Wärmerückgewinnung, dreifach verglaste Fenster und hohe Anforderungen an Luftdichtheit. Minderkosten können entstehen, weil Kaminzüge, Heizkörper, Fußbodenheizung, Brennstofflager oder größere Heiztechnik oft nicht nötig sind.

Beim Kostenvergleich ist umstritten, ob Lüftung und Wärmepumpe ungefähr so teuer sind wie Heizkörper und Heizung in einem konventionellen Haus. Laut CEPHEUS erhöhen sich die Baukosten durch bessere Dämmung und Fenster um etwa 5 bis 8 %. Die CEPHEUS-Studie kam zu dem Schluss, dass die kapitalisierten Gesamtkosten über 30 Jahre bei einem Passivhaus nicht höher seien als bei einem konventionellen Neubau. Als Vorteile werden niedrigere Energiekosten, höhere Wohnqualität durch Lüftung, Schutz gegenüber steigenden Energiepreisen und eine bessere CO2-Bilanz genannt.

In Deutschland können Passivhäuser nach Stand 3. Januar 2024 über Programme wie die Bundesförderung für effiziente Gebäude oder Klimafreundlicher Neubau durch KfW-Darlehen und Zuschüsse förderfähig sein; wegen anderer Rechenmethoden ist keine pauschale Aussage möglich. In Österreich werden laut älteren Angaben Passivhäuser mit bis zu 10 % der Baukosten gefördert; im Artikel sind einzelne Länderbeispiele genannt, deren Angaben teils als veraltet markiert sind.

Standards in Deutschland, Österreich und der Schweiz

Passivhausstandards dienen als Energiestandards und Qualitätssicherung. Als Richtwert gilt heute ein jährlicher Heizwärmebedarf von 15 kWh/(m²·a), entsprechend etwa 1,5 Litern Heizöl pro Quadratmeter Wohnfläche und Jahr.

Das Passivhaus Institut in Darmstadt entwickelte das Passivhaus Projektierungspaket (PHPP). Für ein Qualitätsgeprüftes Passivhaus gelten unter anderem: Energiekennwert Heizwärme maximal 15 kWh/(m²·a) oder Heizwärmelast maximal 10 W/m², Drucktestluftwechsel n50 maximal 0,6 h−1 und Energiekennwert der gesamten Primärenergie maximal 60 kWh/(m²·a) inklusive Haushaltsstrom. Für Nichtwohngebäude gilt zusätzlich ein Energiekennwert Nutzkälte von maximal 15 kWh/(m²·a).

In Deutschland beschreibt der Begriff nach Normenlage einen Energiestandard. Die Definition lautet: „Ein Passivhaus ist ein Gebäude, in welchem die thermische Behaglichkeit (ISO 7730) allein durch Nachheizen des Frischluftvolumenstroms, der für ausreichende Luftqualität (DIN 1946) erforderlich ist, gewährleistet werden kann – ohne dazu zusätzlich Umluft zu verwenden.“ Eine zentrale Prüfstelle für die Einhaltung der Passivhaus-Normen gibt es in Deutschland nicht; freiwillige Zertifizierungen sind jedoch möglich.

In Österreich wird der Passivhausstandard im Energieausweis als Klasse A++ bezeichnet, mit Heizwärmebedarf ≤ 10 kWh/(m²·a). Im klima:aktiv Gebäudestandard gelten unter anderem Heizwärmebedarf ≤ 15 kWh/(m²WNF·a), Luftdichtheit n50 ≤ 0,6 h−1 und optimierte Komfortlüftung. In Vorarlberg ist seit dem 1. Januar 2007 Passivbauweise für neue öffentliche Bauten vorgeschrieben. In der Schweiz wird nicht der Begriff Passivhaus verwendet, sondern der Standard Minergie-P; Zertifizierungsstelle ist die Hochschule Luzern – Technik & Architektur.

Kritik, Ökologie und Entwicklung

Kritik am Passivhaus betrifft vor allem Qualität, Kosten und Nutzung. Die Anforderungen sind hoch: Wärmebrücken und luftdichte Ebenen müssen gut geplant und sauber ausgeführt werden. Auch das Lüftungsverhalten im Winter unterscheidet sich von vielen Gewohnheiten. Werden diese Bedingungen nicht erfüllt, können Energiekosten höher ausfallen als erwartet oder die Heizung unterdimensioniert sein. Bei Nutzungsänderungen kann die Gebäudetechnik angepasst werden müssen.

Ökologisch muss sich der höhere Material- und Energiebedarf für Dämmung und Technik auszahlen. Eine Untersuchung im Auftrag des Bayerischen Landesamtes für Umwelt kam zu einem positiven Ergebnis: Über 50 Jahre waren Primärenergieaufwand, Treibhausgasbilanz und weitere Umweltfaktoren bei einem Einfamilienhaus im Passivhaus-Energieniveau je nach Bauweise um 20 bis 34 % geringer als bei Gebäuden mit EnEV-Standard ab 2016.

Als frühe Anwendung des Prinzips nennt der Artikel das Polarschiff Fram von 1883 mit rund 40 cm dicken gedämmten Wänden und Decken sowie dreifachen Fenstern. Erste Hausprojekte entstanden in den 1970er und 1980er Jahren; wichtige Probleme waren zunächst fehlende effiziente Fenster, mangelnde Luftdichtheit und zu komplizierte Technik. Das erste anerkannte Passivhaus in Deutschland entstand 1991 in Darmstadt-Kranichstein nach Planung von Wolfgang Feist. Die vier Reihenhauseinheiten verbrauchten durchschnittlich 10 kWh/m²a Heizenergie und sparten damals rund 90 % Energie gegenüber einem herkömmlichen Haus.

Seitdem wurden viele Passivhäuser, Siedlungen und Nichtwohngebäude errichtet, vor allem in Deutschland, Österreich, der Schweiz und Südtirol. Beispiele sind Passivhaussiedlungen in Hannover-Kronsberg, Stuttgart und Wien, das hochalpine Schiestlhaus von 2004/05 auf 2154 m ü. A., das sanierte Hochhaus Bugginger Straße 50 in Freiburg und die Heidelberger Bahnstadt, die 2016 etwa 2.600 Bewohner hatte und künftig etwa 6.000 Menschen sowie rund 7.000 Arbeitsplätze aufnehmen soll.