Förderprogramm "30 Niedrigenergiehäuser in Hessen"

Erfahrungen und Schlußfolgerungen

Werner Eicke-Hennig*, Dr. Bernd Steinmüller*, Joachim Zeller** Teil 2

Nachdem Teil 1 ausführlich 29 hessische Niedrigenergiehäuser substantiell beschrieben hatte, befaßt sich der 2. Teil mit den Meßergebnissen während der ersten Nutzungsjahre nach Fertigstellung. Ein wichtiger Part innerhalb der vorliegenden Ausführungen interpretiert die Erkenntnisse und blickt auf die Bauweisen der Zukunft.

3. Erfahrungen aus dem Gebäudebetrieb

Energieverbräuche und Innentemperaturen wurden über mehrere Heizperioden registriert. Darüber hinaus wurde eine sozialwissenschaftliche Evaluation durchgeführt.

3.1 Heizwärmeverbrauch

Der Endenergieverbrauch wurde über zwei Heizperioden erfaßt. Für 27 Gebäude konnten daraus Meßdaten gewonnen werden. Aus dem Endenergieverbrauch wurde der Nutzenergieverbrauch durch Multiplikation mit dem Anlagennutzungsgrad abgeleitet. Der Heizwärmeverbrauch ergibt sich nach Subtraktion des Nutzenergieverbrauchs für Warmwasser und Kochen. Der Jahresheizwärmeverbrauch der Gebäude ist in Bild 3 für eine Heizperiode nach Verbrauchswerten geordnet dargestellt.

Der Mittelwert für den Jahresheizwärmeverbrauch ergibt sich zu 74 kWh/(m² · a) und ist deckungsgleich mit dem nach dem hessischen Leitfaden "Heizenergie im Hochbau" [11] berechneten Jahresheizwärmebedarf, der ebenfalls zu 74 kWh/(m² · a) ermittelt wurde. Die Einzelwerte sind zwischen 36,5 bis 140 kWh/(m² · a). 16 der geförderten Gebäude liegen im heutigen Definitionsbereich des Niedrigenergiehaus-Standards. 11 Gebäude verfehlen den Definitionsbereich, für 2 Gebäude konnten die Meßwerte nicht fehlerfrei ausgewertet werden.

Bild 3: Geordneter Heizwärmeverbrauch von 25 hessischen Niedrigenergiehäusern.

Die Ergebnisse können folgendermaßen interpretiert werden:

Die Förderrichtlinie von 1989 beinhaltete noch nicht den sich erst später herausbildenden Niedrigenergiehaus-Standard als Anforderung. Obwohl sie als meist freistehende Einfamilienhäuser ungünstige A/V-Verhältnisse aufweisen und in der Planungsphase noch nicht auf Werte unter 70 kWh/(m² · a) optimiert wurden, liegen bereits 16 von 27 gemessenen Gebäuden im heutigen Definitionsbereich der Niedrigenergiebauweise von unter 70 kWh/(m² · a). Im Durchschnitt liegt das Verbrauchsniveau mit 74 kWh/(m² · a) dicht am Standard des Niedrigenergiehauses und deutlich unter der Wärmeschutzverordnung 1982, deren Niveau zwischen 150 - 180 kWh/(m² · a) lag.

Das Nutzerverhalten ist für einen Großteil der Streuung der gemessenen Wärmeverbräuche verantwortlich. Es kann bei Einzelgebäuden den Einfluß der im Wärmeschutzstandard festgeschriebenen Parameter überlagern. Im Durchschnitt einer größeren statistischen Gesamtheit tritt jedoch der berechnete Verbrauch ein. Damit ist der Einfluß des Nutzers kein Gegenargument gegen einen guten Dämmstandard der Gebäude. Die Verbrauchsunterschiede machen vielmehr deutlich, daß durch Beeinflussung des Nutzerverhaltens weitere erhebliche Einsparpotentiale erschließbar sind.

3.2 Raumtemperaturen

Die Innen- und Außentemperaturen der errichteten Gebäude wurden über einen Zeitraum von 2 - 4 Jahren fünfminütlich gemessen und für die Auswertung zu Stunden-, Tages- und Monatsmittelwerten zusammengefaßt. Die winterlichen Wohnraumtemperaturen liegen in der Regel in einem Bereich zwischen 18 und 22°C und spiegeln das unterschiedliche Nutzerbedürfnis und Temperaturempfinden wider. Im Sommer schwanken sie zwischen 22 und 26°C und lassen in den Gebäuden eine unterschiedliche Güte des Sonnenschutzes erkennen. Die gemessenen Temperaturverläufe im Winter zeigen, daß auch in Kälteperioden mit Außentemperaturen von -10°C die Innentemperaturen im Behaglichkeitsbereich bleiben. Nachtabsenkungen erbringen in der Regel nur einen Temperaturabfall von 1 - 2°C. Hier macht sich die gute Gebäudedämmung bemerkbar, die zu niedrigen Wärmeverlusten und somit zu einer verlängerten Auskühlzeit führt. Dies bedeutet, daß Niedrigenergiehäuser in der Regel eine hohe thermische Stabilität und damit einen hohen thermischen Komfort haben. Die Nachtabsenkung als traditionelle Einsparmaßnahme ist in Niedrigenergiehäusern nur noch von beschränkter Wirksamkeit. Als Nachtabschaltung durchgeführt senkt sie jedoch den Stromverbrauch der Hilfsantriebe.

Die Temperaturverläufe im Sommer ergeben, daß auch in Hitzeperioden mit Außenlufttemperaturen über 36°C die Innentemperaturen im Komfortbereich gehalten werden können. Im Erdgeschoß können die Werte auf deutlich unter 25°C begrenzt werden. Auch in Dachgeschossen sind diese Werte in der Regel möglich. In Dachgeschossen, in denen höhere Werte erreicht wurden, erwies sich der sommerliche Wärmeschutz meist als unzureichend (mangelhaft abschattbare Dachflächenfenster) oder er wurde nicht hinreichend eingesetzt. Nur Wintergärten heizen sich stark über Außenlufttemperaturen auf.

Die Temperaturprofile beweisen, daß - guter Sonnenschutz vorausgesetzt - der gute Wärmestandard des Niedrigenergiehauses auch im Hochsommer zuverlässig vor Überhitzungen schützt.

3.3 Bewohnerbefragung

Im Verlauf einer "sozialwissenschaftlichen Evaluation" durch die Universität Mannheim [5] wurden die Bewohner zu ihren Erfahrungen mit Gebäudebetrieb, Lüftungsverhalten und Raumklima befragt.

Die Bewertung des Raumklimas zeigt, daß die weitaus überwiegende Mehrzahl (93%) der Bewohner das Raumklima als behaglich empfindet. Dies ist im Einklang mit den gemessenen Rauminnentemperaturen unter winterlichen wie sommerlichen Bedingungen.

Interessant ist das Lüftungsverhalten der Bewohner im Selbstzeugnis. 26% halten die Lüftungsanlage immer in Betrieb, 33% nur nach bestimmten Tätigkeiten, 23% variieren den Betrieb tageszeitlich, 18% jahreszeitlich. 69% geben an, die Fenster nicht zusätzlich zum Lüften zu öffnen, 23% halten sie in den Hauptnutzungsräumen gekippt, 8% halten in den wesentlichen Räumen einige Fenster ganz offen. Im Falle zusätzlicher Fensterlüftung wird als Begründung angeführt, das Raumklima sei zu trocken (33%), die Anlage sei nicht effektiv genug oder defekt (22%). Im allgemeinen wird die Luftfeuchte in den Räumen jedoch als "gerade richtig" empfunden und nur in weniger als 5% der Fälle als deutlich "zu trocken" oder "zu feucht" eingestuft. In den Fällen, in denen die zusätzliche Fensterlüftung wegen eines zu trockenen Raumklimas erfolgt, wird aufgrund eines weit verbreiteten Mißverständnisses die Trockenheit allerdings gerade durch die Zusatzlüftung erzeugt.

Die Studie kommt zu folgendem Schluß: "Die Untersuchungspersonen führen zwar einzelne Unzulänglichkeiten an, so etwa hinsichtlich der Wärmeversorgung (z.B. Heizung und Warmwasser ungleichmäßig) oder der Lüftungsanlage (z.B. Zugluft, Störgeräusche), doch vieles wird sehr positiv bewertet, insbesondere das Raumklima im Haus".

Dies bestätigt einmal mehr, daß Niedrigenergiehäuser nicht nur sparsam im Energieverbrauch sind, sondern darüber hinaus ein angenehmes Raumklima bieten. Unzulänglichkeiten treten nur vereinzelt auf und sind in der Regel nicht dem Konzept des Niedrigenergiehauses, sondern der Ausführung und Umsetzung zuzuschreiben. Hier ist demzufolge weiterer Handlungsbedarf gegeben.

4. Wirtschaftlichkeit

4.1 Mehrkostenerhebung

Die Mehrinvestitionen für die 29 geförderten Niedrigenergiehäuser mußten nach Förderbescheid in Abgrenzung zur damals üblichen Bauweise nach der Wärmeschutzverordnung 84 nachgewiesen werden.

Die Bandbreite der Mehrkosten betrug zwischen 71 und 228 DM/m² Wohnfläche, d.h. 3 - 8% der reinen Baukosten. Diese Kostengrößenordnungen sind jedoch heute bereits überholt. Dies resultiert vor allem daraus, daß es sich bei den 29 ausgewerteten hessischen Gebäuden um die ersten Niedrigenergiehäuser in Hessen und darüber hinaus um wenig kompakte Einfamilienhäuser handelt. Pilotprojekte - insbesondere Einfamilienhäuser - weisen immer höhere Baukosten auf als eingeführte, rationellere Bauweisen in großmaßstäblichen Ausschreibungen.

Eine Wirtschaftlichkeitsrechnung auf Basis abgerechneter Mehrkosten der ersten hessischen Pilotprojekte verbietet sich, da ihr Pilotcharakter ja erst Impulse für eine Kostendegression geben sollte.

Während beispielsweise die ersten hessischen Niedrigenergiehäuser noch Mehrkosten von bis zu 70 DM/m² gedämmte Außenwand aufwiesen (15 cm EPS-Wärmeverbundsystem auf 24 cm Hochlochziegel), liegen die Mehrkosten heute bei nunmehr 10 - 20 DM/m² Außenwand.

4.2 Wirtschaftlichkeit der Niedrigenergiebauweise

Unter Berücksichtigung der erfolgten Kostendegression berechnete Knissel [12] 1996 für vier Gebäudetypen die Wirtschaftlichkeit der Niedrigenergiehausbauweise in Angrenzung zur gültigen Wärmeschutzverordnung von 1995 und kam zu folgenden Ergebnissen:

Die Mehrkosten für den baulichen Wärmeschutz liegen zwischen 14 und 52 DM/m² Wohnfläche oder bei ca. 2% der reinen Baukosten gegenüber der Wärmeschutzverordnung 1995.
Der Preis pro eingesparter kWh beträgt über die Abschreibungsdauer der Energiesparmaßnahmen 5 - 12 Pfg./kWh Nutzenergie.
Die Niedrigenergiehausbauweise ist damit auch eine wirtschaftlich sinnvolle Investition.

Da sich die Kostendegression mit breiter werdendem Einsatz der Niedrigenergiehausbauweise fortsetzen wird - einzelne Autoren gehen bereits davon aus, daß die gedämmte Wand künftig sogar kostengünstiger herzustellen ist als die ungedämmte Wand - wird die Niedrigenergiehausbauweise auch unter reinen Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten zukünftig eher das Minimum als das Optimum darstellen.

5. Schlußfolgerung und Ausblick

Die Niedrigenergiebauweise hat die in sie gesetzten Erwartungen erfüllt und sich als funktionsfähiges, erfolgreiches Konzept erwiesen.

Trotz großer Schwankungen im Verbraucherverhalten und verschiedenen Unzulänglichkeiten in den Bauausführungen werden die berechneten Energieeinsparungen im Mittel erreicht.
Das Raumklima wird als behaglich empfunden und ist bei richtiger Ausführung des Sonnenschutzes auch unter hochsommerlichen Bedingungen angenehm.
Die mechanische Belüftung ist kein Störfaktor, sondern trägt - wie aus skandinavischen Ländern seit langem bekannt - bei richtiger Ausführung zur Energieeinsparung und zum guten Wohnkomfort entscheidend bei.
Die insgesamt eingesparten Energiekosten erreichen oder übertreffen die investiven Mehrkosten. Die Niedrigenergiebauweise ist deshalb auch wirtschaftlich vernünftig.

Trotz der vielen positiven Resultate haben die Untersuchungen auch Schwachstellen aufgezeigt, auf die zukünftig ein besonderes Augenmerk zu richten ist:

Wärmebrücken konnten nicht immer vermieden werden. Insbesondere im Fensterbereich sind kritische Problemzonen auszumachen.
Die Abdichtung der Gebäudehülle wird vielfach noch nicht beherrscht. Die gemessenen Leckageraten überschritten den heute gültigen Zielwert der DIN-V 4108-7 im Mittel um mehr als 300% und vereinzelt sogar um 1400%! Dies führt zu einer unnötigen Energieverschwendung und u.U. zum Verfehlen des Niedrigenergiesparziels. Darüber hinaus wird auch die Effektivität der mechanischen Lüftung beeinträchtigt.
Bei den Lüftungsanlagen verbrauchen Ventilatoren häufig unnötig viel Energie. Die Anlagekosten für kombinierte Zu-/Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung sind noch zu hoch.
Generell gilt für alle Anlagenteile, daß die elektrischen Hilfsenergien deutlich gesenkt werden müssen.

Zieht man die Langlebigkeit baulicher Investitionen und die vergleichsweise hohen Kosten nachträglicher Energiesparmaßnahmen in Betracht, so muß schon heute der Niedrigenergiehausstandard als Minimalanforderung an neu zu errichtende Gebäude angesehen werden. Die Schulung von Anwendern, insbesondere von Architekten und Handwerkern ist dringend geboten, um die Niedrigenergiebauweise als ökonomisch vernünftigen und technisch beherrschbaren Standard zu etablieren.

Die Niedrigenergiebauweise ist nur der nächste notwendige Schritt auf dem Weg zum ökologisch optimierten Gebäude. Weitergehende Anstrengungen von Forschung, Entwicklung und Anwendern sind unabdingbar, wenn die Herausforderungen des nächsten Jahrhunderts erfolgreich bewältigt werden sollen.

*) Werner Eicke-Hennig, Dr. Bernd Steinmüller, Institut Wohnen und Umwelt, Darmstadt
**) Joachim Zeller, Ingenieurbüro ebök, Tübingen

L i t e r a t u r :

[5] IWU (Hrsg.); Rohrmann, B.: Sozialwissenschaftliche Evaluation hessischer NEH. Darmstadt, 1995.

[11] Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Jugend, Familie und Gesundheit: Heizenergie im Hochbau. Wiesbaden 1996.

[12] Knissel, J.; Loga, T.: Mehrkosten des Niedrigenergiestandards gegenüber der WschWO 1995. IWU, Darmstadt 1995.

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