In diesem Artikel: das erste Öko-Haus – das Eskimo-Iglu; Europäische Entwicklungen des Passivhauses; Anforderungen an den Standort des Hauses; Eine Wärmedämmung aller Strukturelemente eines Öko-Hauses ist erforderlich. wie man die Luftversorgung in einem Passivhaus sicherstellt; wirtschaftliche Heizung.
Vor etwa einem Jahrhundert wurde die endgültige Lösung des Problems der Versorgung der Häuser mit Wärmeenergie im Übergang zur konvektiven Heizung gesehen, da es in Russland eine Fülle von Kohlenwasserstoffen gab. Die Zentralheizungsversorgung, die Wohn- und Bürogebäude mit Warmwasser versorgte, arbeitete mit großen Wärmeverlusten während des Transports und „verwöhnte“ die Bürger mit regelmäßigen Unfällen, aber alles wurde durch niedrige Preise kompensiert. Heutzutage funktioniert das Heizungsnetz nicht besser, aber seine Preise sind erheblich gestiegen, was durch den stetigen Anstieg der Weltmarktpreise für Kohlenwasserstoffe erklärt wird. Die einzige Möglichkeit, Wärmekosten zu sparen, besteht darin, den Verbrauch zu senken, indem der Wärmeverlust der Strukturelemente des Gebäudes verringert wird. Zu diesem Zweck werden Gebäude eines besonderen Typs entwickelt und errichtet – Öko-Häuser oder, wie sie auch Passivhäuser genannt werden..
Die Geschichte der Schaffung eines Passivhauses
Im Laufe der Jahrtausende hat die Menschheit beim Bau verschiedener Strukturen ernsthafte Fortschritte erzielt, das Problem des Wärmeverlusts jedoch nicht gelöst und es vorgezogen, dies durch die Entwicklung von Heizgeräten auszugleichen. Selbst vor drei Jahrzehnten mussten keine Energieressourcen eingespart werden, da sie die Verbraucher recht kostengünstig kosteten. Seitdem ist nicht viel Zeit vergangen, aber die Preise für Versorgungsunternehmen sind erheblich gestiegen, und die einzige Möglichkeit, sie zu senken, besteht darin, energieeffizientes Wohnen zu erwerben..
Das erste Öko-Haus dieser Art wurde von den Menschen geschaffen, die traditionell im nördlichen Teil unseres Planeten lebten – den Eskimos. In den Polargebieten Europas fehlten die Energieressourcen fast vollständig, selbst gewöhnliches Holz war eine Seltenheit. Außerdem war das einzige „Baumaterial“, das den Eskimos immer und im Überfluss zur Verfügung stand, nur Schnee. Ja, das Passivhaus des nördlichen Volkes wurde genau aus Schnee geschaffen – es heißt Iglu, es ist aus Schneeziegeln ausgelegt und hat die Form einer Kuppel.
Im Eskimo-Iglu gibt es zwei Wärmequellen – mit Wal- oder Robbenfett gefüllte Lampen sowie Wärmestrahlung von Hauskörpern. Das Schneehaus hält die Wärme perfekt, nach kurzer Zeit wird eine angenehme Temperatur für eine Person von bis zu +18 ° C erzeugt und die überschüssige Feuchtigkeit wird von den Schneeziegeln aufgenommen. Besonders überraschend ist, dass es den Eskimobauern der Vergangenheit gelungen ist, das Problem der Luftzufuhr zum Iglu so zu lösen, dass die Wärme aus dem Iglu bei Belüftung nicht verdunstet – der Eingang zum Haus aus Schnee wurde am tiefsten Punkt des Bodens so angeordnet, dass das schwere CO-Gas entsteht2 durch diesen Kanal verdampft und durch leichten Sauerstoff von außen ersetzt.
In den USA und Finnland wurden im letzten Jahrhundert Bauversuche zur Schaffung von Gebäuden mit dem niedrigsten Energieverbrauch durchgeführt. Gebäude, die nach speziellen Projekten errichtet wurden, eines im amerikanischen Manchester (New Hampshire), das zweite im finnischen Otaniemi, wurden gemäß den klimatischen Bedingungen in der Region errichtet, es gab keine verglasten Öffnungen an ihrer Nordfassade, die Form des Daches wurde unter dem Einfallswinkel des Sonnenlichts zu verschiedenen Zeiten berechnet Jahre wurde das Dach in hellen Farben gestrichen. Jedes Haus war mit einem komplexen Lüftungssystem ausgestattet, das Sonnenstrahlung absorbierte. Die Rolle der Wärmetauscher wurde durch speziell entworfene doppelt verglaste Fenster und Fensterläden übernommen. Die Heizung basierte auf Erdwärmepumpen. Der Energieverbrauch in diesen Häusern wurde erheblich reduziert, der strukturelle Wärmeverlust von Gebäuden konnte jedoch nicht signifikant reduziert werden..
Die Idee, ein vollwertiges Passivhaus zu schaffen, gehört den Professoren Bo Adamson (Universität Lund, Schweden) und Wolfgang Feist (Institut für Wohnungswesen, Deutschland), die nach ihrem Treffen im Mai 1988 beschlossen, es umzusetzen. Die Entwicklung des Öko-Haus-Konzepts wurde von der Regierung des Landes Hessen finanziert. Die Ergebnisse waren so beeindruckend, dass im September 1996 in der hessischen Stadt Darmstadt, in der 1990 experimentelle Öko-Häuser errichtet wurden, das Passivhaus-Institut eröffnet wurde.
In den letzten zwei Jahrzehnten wurden sowohl in Europa als auch in Nordamerika mehrere tausend Passivhäuser gebaut. In den kommenden Jahren wird ihre Zahl nur noch zunehmen – Energieeinsparungen für Europa sind mehr als kritisch.
Passivhauskomponenten
Ein Gebäude, das alle Eigenschaften eines Öko-Hauses erfüllt, ist praktisch ein unabhängiges Stromversorgungssystem, das zehnmal weniger Energie aus externen Quellen verbraucht als jede andere Gebäudestruktur. Es verfügt nicht über die gewohnten Systeme für Heizung, Warmwasserversorgung, Lüftung und Klimatisierung. Der Wärmeverlust eines Öko-Hauses überschreitet nicht 15 kWh pro Quadratmeter Fläche pro Jahr, was 15 bis 20 Mal niedriger ist als der von normalen europäischen Gebäuden und 30 Mal weniger als Wärmeverlust von Häusern in Russland.
Ökohaus Lage
Sorgfältige Auswahl der Gebäudeform, Ausrichtung der Position auf dem Boden und Anordnung der angrenzenden Pufferzonen (Bereiche mit Grünflächen). Abhängig von den klimatischen Bedingungen, dem Relief und dem Wind in einem bestimmten Gebiet wird die rationalste Ausrichtung des Gebäudes unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung berechnet. In gemäßigten Klimazonen sollten beispielsweise nach Süden ausgerichtete Fenster eine große Fläche haben und auf der Nordseite des Hauses (idealerweise) vollständig fehlen. Für ein subtropisches Klima ist das Gegenteil der Fall: Die Nordfassade mit großen (Panorama-) Fenstern an der Südseite des Öko-Hauses hat entweder keine Fenster oder eine minimale Fläche.
Baumaterialien
Es gibt keine strengen Bedingungen für die Materialien, die für den Bau eines Passivhauses verwendet werden – die einzige Anforderung betrifft deren Umweltsicherheit.
Wärmedämmung
Um das Passivhaus vollständig von der Außenatmosphäre zu isolieren, werden außen und innen an jeder umschließenden Struktur Wärmedämmstoffe angebracht – Wände, Decke und Boden, Dachboden, Keller und Fundament. Im Norden Europas beträgt die Dicke der Schicht der Außen- und Innendämmung aller Gebäudehüllen (mit Ausnahme des Daches) 335 mm, die Dicke der Dachdämmung 500 mm. Es ist besonders wichtig, kalte Brücken vollständig zu beseitigen – ihre Anwesenheit ist nicht akzeptabel.
Verglasung
Fensteröffnungen sind mit doppelt verglasten Ein- und Zweikammerfenstern verglast, die Kammern zwischen den Gläsern sind mit Krypton oder Argon gefüllt, die Fensterrahmen müssen idealerweise zu den Öffnungen für die anschließende Abdichtung des angrenzenden Umfangs passen. In Isolierglaseinheiten wird gehärtetes Glas verwendet, das mit energiesparenden Filmen bedeckt ist, die die Sonnenstrahlen reflektieren. Um den Wärmewiderstand zu erhöhen, sind die Fenster mit Jalousien, Vorhängen oder Rollläden ausgestattet.
Belüftung
Wenn in Häusern herkömmlicher Bauart der Frischluftstrom in die Räumlichkeiten durch Schlitze oder spezielle Ventile in den Fensterrahmen und die Ausgabe durch passive oder aktive Lüftungssysteme von Badezimmern und Küchen realisiert wird, ist in einem Passivhaus alles viel komplizierter. Fensterstrukturen im Öko-Haus sind vollständig abgedichtet, es gibt keine Lüftungsschächte – die verdrängungsbedingte Lüftung erfolgt mit der natürlichen Wärme des Bodens und einem Rekuperator.
Der Einlass des Luftkanals, durch den Frischluft in das Haus gelangt, befindet sich in der Nähe der Fassade des Gebäudes. Nach dem Eintritt in das Luftversorgungssystem bewegt sich die Luft durch einen im Boden unter dem Gebäude verlegten Luftkanal, dessen Temperatur aufgrund der Erdwärme steigt. Am Eingang des Hauses gelangt über einen Kanal Frischluft in die Filter und ein Rekuperator mit einem Wärmetauscher, der die Wärme der aus dem Gebäude entnommenen Abluft absorbiert. So gelangt im Winter warme Luft in das Öko-Haus und im Sommer gekühlte Luft. Die „Abluft“ wird durch ein Zwangsluftansaugsystem innerhalb des Hauses mit ihrem Ausgang außerhalb des Gebäudes entfernt, nachdem Wärme in den Rekuperator aufgenommen wurde. Ein vollständig nichtflüchtiges Luftansaugsystem in einem Passivhaus kann nicht verwendet werden, da in diesem Fall große interne Lufteinlässe erforderlich sind, was den Wärmeverlust des Gebäudes erhöht.
Heizung
Wärmeenergiequellen für ein Passivhaus sind Sonnenstrahlung, die von einem Sonnenkollektor und einer Wärmepumpe akkumuliert wird. Aufgrund der hohen Wärmedämmeigenschaften sind die indirekten Wärmeenergiequellen im Ökohaus Haushalte, deren Körper Strahlungswärme erzeugen, sowie Elektrogeräte wie Beleuchtungslampen, Computer, Fernseher usw..
Es ist zu beachten, dass eine Wärmepumpe für ein Passivhaus nur unter rauen klimatischen Bedingungen benötigt wird, beispielsweise in Sibirien. In Europa basiert die interne Wärmeversorgung nur auf Luftrückgewinnung und indirekten Wärmequellen.
Beleuchtung
Da LED-Lampen den niedrigsten Energieverbrauch haben, wird das Öko-Haus-Beleuchtungssystem auf ihrer Basis erstellt..
Abschließend
Die Atmosphäre von Passivhäusern ist von außen isoliert, eine vollständige Änderung des Luftvolumens innerhalb des Öko-Hauses erfolgt höchstens alle drei Stunden. Daher müssen Hausbesitzer besonders auf die Einrichtung achten – die Elemente, aus denen minderwertige Möbel bestehen, können Formaldehyd abgeben.
Die Lufttemperatur im Haus ist immer gleichmäßig, dh es gibt keine Schichtung in eine kalte Schicht am Boden und eine heißere an der Decke. Da die Luft beim Betreten des Hauses den Rekuperator passiert und sich erwärmt, wird keine Feuchtigkeit an den Wänden des Öko-Hauses abgelagert, zumal die Wände selbst wärmeisoliert sind und ihre Oberflächen die gleiche Temperatur haben wie die Luft in den Räumlichkeiten.
In der kalten Jahreszeit müssen die Türen und Fenster des Passivhauses dicht geschlossen sein. Bei kurzfristiger Öffnung wird die Lufttemperatur im Haus nicht ernsthaft beeinträchtigt.
Die Kosten für den Bau eines Passivhauses betragen etwa 10-12% mehr als für den Bau eines regulären Gebäudes mit gleicher Fläche. Einer der Vorteile von Öko-Häusern besteht darin, dass sie überall gebaut werden können, unabhängig von der Nähe der Baustelle zentraler Kommunikationsnetze. Schließlich benötigt ein solches Haus kein klassisches Heizsystem – Rohre, Heizkörper und Kessel werden nicht benötigt.
Wie kann man ein Ökohaus mit minimalem Heizbedarf erreichen?