Die erste Passivhaus-Schule: Freie Waldorfschule Bremen-Sebaldsbrück, Architekten Prof. W. Dahms / F. Sieber, bezogen 2001 (-zertifiziert)

Darf Schule schön sein? - Eindrücke aus dem Eurythmieraum (links) und der zentralen Pausenhalle der Bremer Passivhaus-Schule.

Ein Gruppenraum der Bremer Passivhausschule: Die Zuluftauslässe in der Deckenabhängung sind gut erkennbar - ebenso wie der innerliegende Heizkörper links neben der Tür.

Ohne Lüftung - schlechte Luft. Leicht messbar ist die CO₂-Konzentration; sie ist korreliert zu anderen Innenraum-Luftbelastungen, wie z.B. Radon. Mit einer Lüftungsanlage werden alle Belastungen auf ein hygienisch zufriedenstellendes Maß verringert (Subjektiv bewerten das die Besucher: "Hier riecht es ja gar nicht nach Schule.")

Die Justus-Liebig-Passivhaus-Schule in Waldshut, fertiggestellt 2003, Architekturbüro Harter u. Kanzler, Waldkirch; Link im Internet: www.energiesparschule.de.

In die Landschaft integriert, freundlich, geradezu edel - und doch kostengünstig: die Passivhaus-Montessori-Schule in Aufkirchen bei München; Architekten Walbrunn / Grotz / Vallentin.

Bewusstes Spiel mit Raum, Licht, Farbe und Kontrast: Die zentrale Erschließung der Passivhaus-Hauptschule in Klaus (Vorarlberg), Architekten Dietrich | Untertrifaller.

Der Heizenergieverbrauch in der Statistik von 177 bestehenden Schulen streut ziemlich stark (links) mit einem Mittelwert von über 200 kWh/(m²a). Im Vergleich dazu liegt der gemessene Heizenergieverbrauch der Passivhausschule auf dem Riedberg/Frankfurt unter 23 kWh/(m²a) - eine gewaltige Einsparung von über 90% beim Energieverbrauch, bei den Heizkosten und bei der Umweltbelastung. Auch in Bezug auf den gesamten Primärenergieverbrauch wird eine hohe Einsparung von mehr als 2/3 erreicht - und zwar selbst gegenüber Schul-Neubauten, welche die Energieeinsparverordnung (EnEV) erfüllen. [Peper 2007]

Erweiterungsbau der Schule im Innerstetal - auch kleine Baukörper sind als Passivhausschule realisierbar (Quelle: Architekturbüro Henning Wein).

Das Otto-Hahn-Gymnasium in Dinslalken wurde vom Architekturbüro Hülsdonk & Partner (Voerde ) im Passivhaus-Standard realisiert.

Auch ein Altbau lässt sich zur Passivhaus-Schule umbauen. Dieses Schulgebäude in Schwanenstadt wurde vom Architekten Heinz Plöderl auf der 11. Passivhaustagung in Bregenz vorgestellt. (Foto: PAUAT-Architekten)

Da macht Schule wieder Spaß! Zum Passivhaus saniertes Schulgebäude in Schwanenstadt (Foto: PAUAT-Architekten [11. IPHT 2007]).

Die Riedberg-Schule in Frankfurt wurde von den Architekten 4a (Stuttgart) entworfen und durch das Passivhaus-Institut wissenschaftlich begleitet . Der Verlauf der Realisierung und die Erfahrungen mit dieser Schule haben wesentlich dazu beigetragen, dass die Stadt Frankfurt künftig generell Passivhaus-Standard bauen wird.[Bretzke 2005]

Alt und neu: Passivhausanbau an das Albert-Schweitzer-Gymnasium in Alsfeld. Architekt: Michael Frielinghaus. Beratung durch das Passivhaus Institut im Rahmen eines Forschungsprojektes des Hessischen Ministeriums für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung. [AkkP 33]

Altbau: Albert-Schweitzer-Gymnasium in Alsfeld im infraroten Licht; die hohen Wärmeverluste der Fenster fallen direkt auf (rot und weiß), aber auch die Außenwand und das Dach strahlen kräftig Wärme ab. Aufnahme: Passivhaus Institut .


Passivhaus-Neubau: Albert-Schweitzer-Gymnasium in Alsfeld ebenfalls infraroten Licht (unten die neue Aula); in der Aula und im 2. Stock sind einige Fenster gekippt - das zeigt, dass auch dieser Gebäudeteil beheizt ist. Die Oberflächentemperaturen sind deutlich niedriger als beim Altbau. Aufnahme: Passivhaus Institut (die Temperaturauflösung und die Farbskala sind in den beiden hier dokumentierten IR-Aufnahmen gleich).

Schulsanierung mit Passivhaus-Komponenten in Baiersdorf / Architekt Werner Haase

Ein Schnitt durch Dach und Fassade der Passivhaus-Schule in Mölln (Architekten Petersen Pörksen Partner (Lübeck)) zeigt das Dämmniveau und die wärmebrückenfreien Anschlüsse. Für Schulgebäude ist es allerdings empfehlenswert, zusätzlich für eine hohe innere Wärmekapazität zu sorgen.

Vergleich der sommerlichen Raumtemperaturen beim Schulbau als Leichtbau (grau mit Kreisen) und als Massivbau (schwarz mit Rautensymbol), beides in Passivhaus-Standard: Unter sonst identischen Randbedingungen verhält sich der Massivbau ruhiger und erreicht nur geringere Temperaturen. Durch die zeitweise Belegung gibt es in Schulen eine hohe instationäre Wärmelast. (aus: [AkkP 33]; dort werden die Gründe für die Empfehlungen zur Bauweise genauer erläutert).

Er hätte ganz sicher große Freude an der schnellen Verbreitung der vielen Passivhaus-Schulen. Gerade für das Thema Schule hat sich Albert Einstein stark engagiert – ein Zitat aus einer seiner Reden:

„Man hat manchmal in der Schule einfach das Instrument gesehen, um ein gewisses, möglichst großes Quantum von Wissen auf die heranwachsende Generation zu übertragen.
So ist es aber nicht. Wissen ist tot; die Schule aber ist Dienerin des Lebens. ...
Persönlichkeiten aber formen sich nicht durch das, was sie hören und sagen, sondern durch Arbeit und Handeln.“

Passivhausschule auf dem Riedberg / FFM:
Ansicht, Grundriss und Klassenzimmer

Einige Bilder der Riedberg-Schule (Frankfurt a.M.); Entwurf durch Architekten 4a (Stuttgart). Die wissenschaftliche Auswertung durch S. Peper u.a. wurde 2007 veröffentlicht. Die Stadt Frankfurt hat sich per Stadtparlamentsbeschluss vom 06.09.2007 selbst verpflichtet, künftig bei allen Neubauten der Stadt und von städtischen Eigenbetrieben Passivhausstandard einzuhalten. Damit erreicht Frankfurt schon heute die Zielvorgaben der Europäischen Kommission für das Jahr 2015.

Mehr Informationen zum Passivhaus

.Passivhäuser kann man besichtigen: Einmal im Jahr ist der Tag des Passivhauses. An diesem Tag öffnen Hunderte von Passivhausbewohnern ihre Häuser, um es jedem Interessierten zu ermöglichen, einmal selbst zu erleben, wie es sich in einem Passivhaus wohnt. Der Tag des Passivhauses wird organisiert von der

Das Passivhaus ist nur ein Beispiel für die hohen Potentiale, die in einer effizienten Energienutzung stecken. Der Heizwärmebedarf wird durch Passivhäuser auf etwa ein Zehntel des heute durchschnittlich üblichen Wertes verringert - weil die Dienstleistung "thermischer Komfort" eigentlich gar nicht an den Einsatz von Energie gebunden ist. Das gilt aber auch für die meisten anderen Nutzen, die aus Energie gewonnen werden. Auch in den meisten anderen Energienutzungsketten lässt sich die Effizienz ganz erheblich steigern. Vgl. dazu die Seite Energienutzen - Energiedienstleistung.

Aktuelle Ergebnisse aus Passivhaus-Bauprojekten werden auf der Passivhaustagung in Arbeitsgruppen vorgestellt.

Mehr über die Passivhaustagungen: www.passivhaustagung.de.

Passivhausschulen – Anforderungen

In Arbeitskreissitzung 33 konnten die Kriterien für den Bau von Passivhausschulen herausgearbeitet werden:

1. Jeder zeitgemäße Schulbau muss über eine hygienischen Kriterien gerecht werdende kontrollierte Lüftung verfügen.

Belegt wird dies im Beitrag von Rainer Pfluger in Protokollband [AkkP 33]. Diese Tatsache ist nicht neu, vielmehr wurde die Erkenntnis immer wieder bei Messungen zur Luftqualität in Schulen gewonnen, jedoch regelmäßig verdrängt. Auf Dauer kommt man um diese Tatsache aber nicht herum.

2. Im Interesse eines noch vertretbaren investiven und betriebstechnischen Aufwandes sollten die Luftmengen der Schulraumlüftung sich jedoch nicht an den Obergrenzen der Komfortanforderungen, sondern ausschließlich an gesundheitlichen und pädagogischen Zielen orientieren. Daraus ergeben sich CO₂ Grenzwerte zwischen 1200 und 1500 ppm und Projektierungsluftmengen zwischen 15 und 20 m³/Person/h (evtl. mehr bei höherem durchschnittlichen Schüleralter).

Mit diesen Richtgrößen ergeben sich erhebliche Verbesserungen der Luftqualität gegenüber den heute in Deutschland, Österreich und der Schweiz normalerweise anzutreffenden Werten. Die Erfahrungen aus den bereits realisierten Projekten zeigt auch, dass die genannten Projektierungswerte nicht noch weiter reduziert werden sollten. Bei noch höheren Luftmengen wäre allerdings auf die sich dann ergebende Reduzierung der relativen Luftfeuchte im Winter zu achten – dies wirft eine Vielzahl von Fragen auf (Hygiene einer evtl. Feuchterückgewinnung oder Zuluftbefeuchtung, aparativer Aufwand entsprechender Klimaanlagen), die nicht Gegenstand der Arbeitskreissitzung waren. Werden die Luftmengen jedoch im angegebenen Intervall 15 bis 20 m³/(h Pers) projektiert, so werden die primären lufthygienischen Ziele sicher erreicht und die Feuchtefrage ist noch nicht berührt.

Die zu projektierenden Gesamtluftmengen und Luftwechselraten sind wegen der während der Nutzung dichten Belegung in Schulen deutlich höher als bei Wohngebäuden und Bürogebäuden.

3. Im Interesse vertretbarer Betriebskosten müssen die Lüftungsanlagen bei Schulraumlüftung zeitlich intermittierend bzw. nach Bedarf betrieben werden. Aus hygienischen Gründen ergeben sich Vor- und Nachspülzeiten vor bzw. nach der Belegung. Als einfachste Lösung ist eine Zeitsteuerung ausreichend.

Aus dem hohen Auslegungsluftwechsel ergibt sich unmittelbar, dass die Betriebszeiten der Lüftungsanlage auf die Bedarfszeiträume begrenzt oder zumindest die Luftmengen außerhalb dieser Zeiträume stark reduziert werden müssen, weil sich sonst sehr hohe Stromverbrauchswerte auch bei effizienten Anlagen einstellen – dies ist grundsätzlich anders als bei der Wohnraumlüftung, bei der die Auslegungsluftmengen nahe an der dauerhaft erforderlichen Grundlüftung (bei 0.25 h^-1) liegen. Für die Grundlüftung ergeben sich bei auf ca. 2 h^-1 ausgelegten Schulraumlüftungen mehrere Möglichkeiten, deren energieeffizienteste in einer einstündigen Vorspülphase mit Auslegungsluftvolumenstrom besteht; damit wird gerade der erforderliche „zweimalige“ Austausch des Luftvolumens erreicht. Noch höhere Effizienz ist durch Bedarfsregelungen erreichbar, bei denen die Belegung, CO₂ oder ein anderer repräsentativer Luftqualitätsindikator gemessen wird. Die Erfahrungen zeigen, dass darauf zu achten ist, dass die eingesetzte Technik robust und einfach ist sowie gegebenenfalls manuell zu bedienen (keine „technological christmas trees“). Entscheidend bei intermittierendem Betrieb von Lüftungsanlagen ist aber, dass alle Anlagenteile, vor allem die Filter, vor dem Abschalten der Luftströme „trockengefahren“ werden müssen – das ist am einfachsten durch einen Umluftbetrieb nach dem Ende der Nutzungszeit erreichbar.

4. Passivhausschulen müssen so projektiert werden, dass neben der Beheizbarkeit durch die Zuluft auch eine morgendliche Anheizbarkeit auf gute thermische Behaglichkeit im Rahmen der Zuluft-Vorspülung möglich ist.

Oliver Kah hat in [AkkP 33] herausgearbeitet, dass es bei Schulen kein Problem darstellt, die Klassenräume mit der Zuluft zu beheizen, da der Zuluftvolumenstrom bezogen auf die Nutzfläche sehr groß ist. Jedoch ist nach der Absenkphase ein Wiederanheizen auf gute Behaglichkeitsbedingungen (insbesondere bzgl. der Strahlungstemperatur-Asymmetrie) nur möglich, wenn die Gebäudehüllflächen einen sehr guten Wärmeschutz aufweisen. Dies wird bei Schulgebäuden zum entscheidenden Kriterium.

Parameterstudien mit thermischer Simulation von Schulgebäuden zeigen, dass unter den gegebenen Randbedingungen ein Wärmeschutzniveau entsprechend „Wohngebäude-Passivhausstandard“ im Bereich des Optimums der Ergebnisse liegt. Allerdings gibt es für Schulgebäude auf Grund der vielfältigen Varianten von Regelungsmöglichkeiten und des verfügbaren hohen Luftwechsels mehr Spielräume als bei Wohngebäuden. Da es sich in der Regel um vergleichsweise große und kompakte Gebäude handelt, ist der Planer dennoch gut beraten, den klassischen Passivhausstandard einzuhalten und damit dem Optimum nahe zu kommen und gleichzeitig eine gewisse Sicherheitsreserve zu behalten.

5. Oben aufgeführte Kriterien sind erfüllbar, wenn unter den Randbedingungen der Schulnutzung die Gebäudehülle und die Wärmerückgewinnung so ausgelegt werden, dass der Jahresheizwärmebedarf nach PHPP
   
   kleiner gleich 15 kWh/(m²a)
   
   (bezogen auf die gesamte Nettonutzfläche) wird.
   

Die eingehende Analyse hat damit die Projektierungsleitlinien, nach denen in der Vergangenheit bereits einige Passivhausschulen geplant und gebaut worden sind, bestätigt. Dies war keinesfalls selbstverständlich, da sich das Kriterium durch die gänzlich veränderte Nutzung auf ganz anderem Weg ergibt als bei Wohngebäuden. Dennoch ist es nicht zufällig, dass dieses Ergebnis quantitativ vergleichbar zum Passivhaus-Wohngebäude liegt: Die Ursache dafür ist, dass die zeitlichen Mittelwerte der Randbedingungen (Luftmengen, interne Wärmequellen, Heizlast) denen der Wohnnutzung wieder sehr ähnlich sind.

6. Nebenbedingungen
   a) Aus Gründen der Vermeidung von Temperatur-Asymmetrie wird als Nebenbedingung auch für Passivhaus-Schulen für die Fenster ein Fenster-U_w kleiner gleich 0.85 W/(m²K) inkl. Einbauwärmebrücken empfohlen.
   
   b) Die Gebäudehülle muss sehr gut luftdicht gebaut sein. Es wird n₅₀ < 0.6 h^-1 gefordert und < 0.3 empfohlen.

Die Nebenbedingung a) muss allerdings nur erfüllt sein, wenn das Fenster weder eine Brüstung ( > 0.65 m) noch eine Wärmequelle unter dem Fenster besitzt. Es dürfte allerdings nicht ganz einfach sein, den Passivhaus-Standard mit Fenstern mit deutlich höherem U-Wert überhaupt zu erreichen.

Um völlig ineffiziente Versorgungssysteme auszuschließen, sollte auch für Passivhaus-Schulen das Primärenergiekriterium erfüllt werden. Dabei ist zu beachten, dass nach PHPP alle nicht erneuerbaren Energielieferungen über die Grundstücksgrenze zum Primärenergieverbrauch beitragen (also auch Licht und evtl. Elektronik).

7. Der Jahresprimärenergiebedarf nach PHPP für alle in das Schulgebäude gelieferte nicht erneuerbare Energie soll kleiner gleich 120 kWh/(m²a) (bezogen auf die gesamte Nettonutzfläche) sein.

Durch die extrem hohen temporären inneren Lasten bei Schulgebäuden muss ein besonderes Augenmerk auf die sommerliche Behaglichkeit gelegt werden:

8. Die sommerliche Behaglichkeit in einer Passivhausschule sollte auf θ > 25 unter 10%begrenzt werden. Dazu sind eine ausreichende Nachtlüftung in Hitzeperioden (die Lüftungsanlage mit wirksamen Sommerbypass ist dafür geeignet, aber auch freie Lüftung ist möglich) und eine wirksame Verschattung der Solareinstrahlung durch Verglasungen unverzichtbar.

Simulationen in [AkkP 33] haben gezeigt, dass ein einfacher Weg mit wenig apparativem Aufwand in der Bereitstellung von ausreichend hoher thermischer raumseitiger Speicherkapazität besteht.

9. Die gesamte wirksame flächenspezifische Wärmespeicherfähigkeit der Raumumfassungsbauteile sollte c_wirk >150 Wh/(m²K) { 540 kJ/(m²K) }(bezogen auf die Klassenraumgrundfläche) sein. Alternativ müssen zusätzlich Kühlpotentiale (über Nachtlüftung und Verschattung hinaus) erschlossen werden.

Die Empfehlung wird z.B. durch die Verwendung von massiven Bauteilen bei den inneren Strukturen des Baukörpers erfüllt. In ungünstigen Klimazonen kann es darüber hinaus erforderlich sein, dass weitergehende Maßnahmen für gute sommerliche Behaglichkeit getroffen werden müssen. Ein bei Passivhaus-Schulen einfacher und effizienter Weg besteht in der Verwendung der Luftheizregister als Kühlregister, die z.B. über eine Erdbohrung rückgekühlt werden können.

Passivhausschulen – wie geht das?

Im Folgenden stellen wir Empfehlungen zusammen, auf deren Basis die oben genannten Kriterien 1 bis 9 mit vertretbarem Aufwand erfüllt werden können. Diese Empfehlungen sind keine Anforderungen – von den Empfehlungen kann abgewichen werden, dann muss aber in aller Regel an anderer Stelle eine kompensierende Maßnahme erfolgen. Ausschlaggebend für das Erreichen des Passivhaus-Standards ist letztendlich die Rechnung mit dem PHPP zur Überprüfung der Kriterien 1 bis 9 [PHPP 2004].

Zu deren Erreichen kann empfohlen werden:

• Ein günstiges A/V-Verhältnis. Schulgebäude sind regelmäßig vergleichsweise große Baukörper. Wenn diese nicht unnötig zerklüftet projektiert werden (was vor allem die Kosten in die Höhe treibt), können A/V-Verhältnisse unter 0,4 m?1 meist erreicht werden. Je kompakter gebaut wird, desto kostengünstiger kann das Gebäude in der Regel werden.
  
• Eine exzellente Wärmedämmung, i.a. wird diese beim üblichen Passivhausniveau liegen (um 0.1 bis 0.15 W/(m²K)). Wie das Beispiel der Schule in Aufkirchen zeigt, kann man je nach Objekt durchaus z.B. kostengünstig eine bessere Dachdämmung erreichen und dafür dann z.B. die Außenwände etwas weniger dämmen. Je kompakter das Gebäude ist, desto weniger streng sind die Anforderungen an die Dämmstärke. U-Werte von 0.2 W/(m²K) sollte man allerdings bei opaken Bauteilen ohne Not nicht unterschreiten, da dies ökonomisch suboptimal würde. Einzel-U-Werte sehr kleiner opaker Teilflächen sollten auf keinen Fall 0.35 W/(m²K) überschreiten (Bauphysik an Anschlüssen).
  
• Wärmebrückenfreiheit sollte so weit wie möglich angestrebt werden und ist in der Regel bis auf die Fußpunkte bei tragenden Innenwänden leicht erreichbar. Wenn Details nicht vollständig wärmebrückenfrei geplant werden können, muss dennoch eine weitgehende Wärmebrücken-Reduktion erfolgen und die entsprechenden Verluste müssen im PHPP berücksichtigt werden. Auch in diesem Fall müssen die minimalen inneren Oberflächentemperaturen überall größer als 13 °C sein (Wasseraktivität gering halten).
  
• Luftdichtheit ist auch bei Schulgebäuden im Passivhausstandard unverzichtbar, wir empfehlen sogar n₅₀-Werte im Bereich um 0.3 h^-1 anzustreben.
  
• Passivhaus-Fensterqualität zählt bereits unter die Anforderungen, zumindest bei bodentiefen Fenstern, sofern es keine Wärmequelle unter dem Fenster gibt. Die Verwendung von Passivhausfenstern (U_w unter 0.8 W/(m²K)) erleichtert generell das Erreichen des Passivhaus-Standards; daher sollte von deren Verwendung nur in begründeten Fällen abgewichen werden und immer nur dann, wenn Temperaturasymmetrien ausgeschlossen werden können (z.B. durch einen Heizkörper in Fensternähe).
  
• Der Einbau von Lüftungsanlagen mit ausreichender Außenluftrate für gute Luftqualität in den Klassenräumen ist bereits nach den zuvor formulierten Anforderungen unverzichtbar. Die Luftmengen sollten auf 15 bis 20 m³/(Person · h) in der Nutzungsphase projektiert werden. Die Anlage muss vor allem hygienischen Kriterien genügen (beachte insbesondere die erforderlichen Filterqualitäten (mindestens F7 in der Außenluft), vgl. Protokollbandbeitrag von R. Pfluger sowie die Protokollbände [AkkP 17], [AkkP 23] und [AkkP 30].
  
• Eine hocheffiziente Wärmerückgewinnung aus der Abluft ist gerade bei Passivhaus-Schulgebäuden unverzichtbar (Wärmebereitstellungsgrade um 80% und spezifischer Strombedarf für Luftförderung bei Auslegungsbedingungen um 0,4 Wh/m³ geförderter Luft). Der Frischluftvolumenstrom ist so hoch, dass er sonst zu bedeutenden Wärmeverlusten in der Heizperiode führt. Mit hygienisch ausreichender Fensterlüftung ist unter mitteleuropäischen Klimabedingungen keine Passivhausschule realisierbar. Auch die thermische Behaglichkeit lässt sich mit Wärmerückgewinnung leichter einhalten. Die Wärmeübertrager der Wärmerückgewinnung müssen über einen Bypass verfügen (für den Sommerbetrieb).
  
• Die Lüftung muss zumindest über eine Zeitsteuerung verfügen; eine Regelung über Anwesenheitsmelder oder CO₂-Sensoren verspricht eine noch höhere Effizienz. Ohne Abschaltung oder weitgehende Volumenstromreduktion außerhalb der Nutzungs- und Spülphasen ist der Stromverbrauch der Lüftungsanlagen zu hoch.
  
• Eine Beheizung der Klassenräume über die Zuluft kann gruppenweise – z.B. für eine Fassadenseite – erfolgen. Damit wird auch zugleich eine zentral gesteuerte morgendliche Anheizung während der Vorspülphase möglich. Für Abschätzungen bei Extremlagen in einer Raumgruppe steht im [PHPP 2004] der „Risiko-Abschätzungsteil“ im Blatt „Heizlast“ zur Verfügung (vgl. dazu [AkkP 25]. Diese Systemtechnik setzt einen rundum sehr guten Wärmeschutz voraus (keine Kompromisse gegenüber Passivhaus-Niveau). Diese Systemtechnik ist nicht zwingend für Passivhäuser: Selbstverständlich können auch Heizkörperheizungen und Flächenheizungen eingesetzt werden. Alle Systeme sind bereits erfolgreich in Passivhausschulen eingesetzt worden, wie die Beispielein [AkkP 33] zeigen.
  
• Der sommerliche Wärmeschutz muss gerade bei Schulen besondere Beachtung finden. Im Zweifel wird eine thermische Gebäudesimulation empfohlen. Bei Schulen werden i.A. hohe Verglasungsflächenanteile in den Fassaden erreicht. Eine Verschattung der im Sommer hohen solaren Last ist in der Regel unverzichtbar (Ausnahme nur bei Nordorientierung). In aller Regel wird ein temporärer Sonnenschutz erforderlich sein. Ebenfalls unverzichtbar bei Schulgebäuden ist eine ausreichende Nachtlüftung in Hitzeperioden (mindestens 2 h^-1). Diese ist u.U. auch mit der/den in Bypassstellung betriebenen Lüftungsanlage(n) möglich. Alternativ dazu ist eine Bauteiltemperierung möglich.
  
• Wegen der intermittierenden und zeitweise sehr hohen inneren Lasten ist für Schulgebäude eine hohe innere Wärmekapazität zu empfehlen. Die mit massiven Innenbauteilen (Innenwände, Decken, Fußböden) erreichbaren Kapazitäten reichen aus. Sind keine ausreichenden inneren Wärmekapazitäten vorhanden, so muss dies durch andere, leistungsfähige Systeme zur sommerlichen Kühlung ausgeglichen werden (das können nicht allein die Nachtlüftung und eine Verschattung sein, denn diese Komponenten sind ohnehin unverzichtbar, sie können aber bei reiner Leichbauweise ihre Wirkung nicht ausreichend entfalten). Es sollte c_wirk > 150 Wh/(m²K) bezogen auf die Nutzfläche eines Klassenraumes sein.

Wie realisierte Beispiele zeigen, ist es mit diesen grundsätzlichen Empfehlungen und heute am Markt verfügbaren Komponenten möglich, Passivhaus-Schulgebäude unterschiedlichster Entwurfskonzeptionen zu realisieren. Die gegenüber dem Passivhaus-Wohngebäude deutlich höhere Bedeutung der Lüftung und der inneren Wärmekapazität wurde erst im Zuge der vorbereitenden Forschung zur Arbeitskreissitzung 33 in voller Konsequenz erkannt. Als weiteres Tool für die Planung wird ein Arbeitsblatt für die individuelle Berechnung der internen Lasten durch Schüler, Beleuchtung etc. verfügbar gemacht.

Passivhausschulen –
Vorgehen für den Erfolg

Im Zuge des Arbeitskreises stellte sich heraus, dass Passivhaus-Schulgebäude mit Hilfe des PHPP projektiert werden können und dass dabei – bis auf klar umrissene Besonderheiten – die gleichen Schwerpunkte beachtet werden müssen wie bei Wohn- oder Verwaltungsbauten mit Passivhaus-Standard.
Eine wesentlich andere Randbedingung ist die intermittierende Nutzung mit zeitweise extrem hohen inneren Lasten. Der zeitliche Mittelwert der internen Lasten liegt allerdings mit durchschnittlich 2.8 W/m² nicht weit von den Werten bei Wohnnutzung entfernt. Ein Tool für die evtl. erforderliche individuelle Projektierung wird verfügbar gemacht.

Absenkphasen spielen in Schulgebäuden eine bedeutende Rolle. Ein Tool für die Bestimmung der zu erwartenden effektiven Temperaturabsenkung wird ebenfalls verfügbar gemacht [PHPP 2007].

In Schulgebäuden ist der sommerliche Nutzungsfall besonders zu beachten. Es gibt ein Muss für die ausreichende Verschattung, ein Muss für die Nachtlüftung und ein Muss für eine hohe innere Wärmekapazität. Ist eine dieser Vorgaben nicht erfüllbar, so muss ein gleichwertiger Ausgleich geschaffen werden – dieser kann z.B. bis in einer Betonkerntemperierung oder der Verwendung ausreichender Erdwärmetauscher liegen.

Für die Wiederanheizung nach Absenkphasen muss vom zentralen Wärmeerzeuger ausreichend Heizleistung zur Verfügung stehen (Größenordnung: 50 W/m² beheizte Nutzfläche). Die Vorheizphase muss über Zeitsteuerung und Innentemperaturmessung gesteuert werden.

Nach allen vorliegenden Erfahrungen hat sich das Passivhauskonzept auch gerade bei Schulen bewährt, es ist dort sogar wegen der Bedeutung der Lüftung von besonderem Vorteil.

Ergebnisse eines wissenschaftlich ausgewerteten Passivhausschulbau-Projektes: Riedberg-Schule in Frankfurt

Die Grundschule und Kindertagesstätte im Frankfurter Stadtteil Riedberg (Baujahr 2004) ist nach den hier aufgeführten Grundsätzen als Passivhaus realisiert worden. Das Gebäude hat eine Energiebezugsfläche von etwa 5.500 m² und ist für 400 Grundschüler in 16 Klassen und für 100 bis 125 Kinder in der Kindertagestätte ausgelegt. Das Gebäude wurde mit einer Begleitmessung zweieinhalb Jahre vom Passivhaus Institut im Auftrag der Stadt Frankfurt a.M. untersucht. Gefördert wurde die Messung durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU).

Die Schwerpunkte der Untersuchung waren:

• tatsächlicher Energieverbrauch
• Behaglichkeit und Luftqualität (CO2-Konzentration in Klassenräumen)
• Luftwechsel in Klassenräumen - Planungsempfehlungen
• Feldmessung an einer der Lüftungsanlagen
  (4800 m³/h)
• Funktionsprüfung Dämmschürzen (Alternative zur Bodenplattendämmung)
• Messung des Luftwechsels im Eingangsbereich von Nichtwohngebäuden (häufig geöffente Türen und der Einfluss auf das Gebäude als Ganzes)

Autoren des Endberichtes sind Søren Peper, Oliver Kah, Rainer Pfluger und Jürgen Schnieders.

Der vollständige Endbericht ist von der Stadt Frankfurt freigegeben (186 Seiten). Er kann im pdf-Format kostenfrei heruntergeladen werden: (Achtung! Große Datei, der Download kann ein paar Minuten dauern)

PH-Schule_Monitoring.pdf (5,14 MB).

Literatur
[AkkP 17] Dimensionierung von Lüftungsanlagen in Passivhäusern, Protokollband Nr. 17 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser Phase II; Passivhaus Institut; Darmstadt 1999.

[AkkP 23] Einfluss der Lüftungsstrategie auf die Schadstoffkonzentration und -ausbreitung im Raum, Protokollband Nr. 23 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser Phase III, Passivhaus Institut, Darmstadt 2003.

[AkkP 25] Temperaturdifferenzierung in der Wohnung, Protokollband Nr. 25 Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser; Passivhaus Institut, 1. Auflage, Darmstadt 2004.

[AkkP 30] Lüftung bei Bestandssanierung: Lösungsvarianten, Protokollband Nr. 30 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser Phase III, Passivhaus Institut, Darmstadt 2004.

[AkkP 33] Passivhaus-Schulen, Protokollband Nr. 33 des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser Phase III, Passivhaus Institut, Darmstadt 2006.

[Bretzke 2005] Bretzke, A.: Planung und Bau der Passivhaus Grundschule Kalbacher Höhe 15, Frankfurt am Main, 2005.(pdf zum kostenfreien Herunterladen).

[Peper 2007] Søren Peper, Oliver Kah, Rainer Pfluger, Jürgen Schnieders: Passivhausschule Frankfurt Riedberg Messtechnische Untersuchung und Analyse, 1. Auflage, Passivhaus Institut, 2007.( pdf zum kostenfreien Herunterladen).

[PHPP 2007] Feist, W.; Pfluger, R.; Kaufmann, B.; Schnieders, J.; Kah, O.: Passivhaus Projektierungs Paket 2007, Passivhaus Institut Darmstadt, 2007. Im Internet: PHPP

Mehrere Tausend Wohneinheiten und Hunderte Nichtwohngebäude in Passivhausstandard wurden bereits bezogen. Beispiele werden in mehreren Arbeitsgruppen der Passivhaustagung vorgestellt:

Die Exkursion der Passivhaustagung führt zu gebauten Beispielen in und um Nürnberg.

Hier gibt es weitere Informationen zum Passivhauskonzept.


(aktualisiert 23.10.2007 Autor: Dr. Wolfgang Feist  © Passivhaus Institut; dieser Beitrag basiert auf der Zusammenfassung vom gleichen Autor in [AkkP 33], ergänzt um Beispiele und Grafiken. Eine unveränderte Wiedergabe ist unter Angabe der Quelle gestattet. Diese Seiten werden ständig aktualisiert und erweitert.)

Zur Veranstaltung "Schulen in Passivhaus-Bauweise"
mit dem Hessischen Wirtschaftsminister Dr. Alois Rhiel, Landrat Rudolf Marx (Vogelsbergkreis) und
Dr. Wolfgang Feist in der Passivhausschule in Alsfeld, Albert Schweitzer-Schule, am 12. September 2007

gibt es am Passivhaus Institut den Protokollband "Passivhaus Schulgebäude" [AkkP 33].