Optimales Lern“-Klima

Hoch im Norden Europas, rund 600 km von der Hauptstadt Stockholm entfernt, liegt die schwedische Gemeinde Vännäs. Gemessen an ihrer Einwohnerzahl gehört sie mit knapp 4 000 Einwohnern zu den kleineren Gemeinden des Landes. Doch in Sachen Nachhaltigkeit und Energieeffizienz spielt sie bei den ganz Großen mit. Den steigenden Schülerzahlen in der Region Rechnung tragend, entschied sich die Stadt 2014 für eine Erweiterung des bestehenden Schulkomplexes. Innerhalb eines Jahres entstand ein Neubau mit Beispielcharakter. Das Besondere an dem Objekt: Der Schultrakt, in dem rund 600 Schüler der ersten bis sechsten Klasse unterrichtet werden, wurde in Passivhausbauweise errichtet. Eine echte Herausforderung in einem fast arktischen Klima. Schließlich geht die Sonne hier zwischen Oktober und Februar vor 16 Uhr unter. Die Temperaturen fallen zudem im Winter auf 20 °C, im Sommer erreichen sie aber auch +25 °C.

Grenzwerte für den Passivhausstandard

Über die Einhaltung des Passivhausstandards wacht das 1996 gegründete Passivhausinstitut in Darmstadt (PHI). Laut den Zertifizierungskriterien des Instituts dürfen als Passivhaus gekennzeichnete Gebäude nicht mehr als 1,5 l Heizöl oder 1,5 m³ Erdgas pro Quadratmeter Wohnfläche im Jahr verbrauchen. Zudem darf der Primärenergieverbrauch hierzulande bei einem Passivhaus Classic 60 kWh/m² und Jahr nicht übersteigen, bei einem Passivhaus Plus 45 und bei einem Passivhaus Premium 30 kWh/m³ und Jahr .

Die schwedischen Richtlinien für Passivhäuser sind im Hinblick auf Primär- und Heizenergieverbrauch teilweise sogar noch strenger als die deutschen. Für die Vega Schule in Vännäs gelten die hierzulande gültigen Grenzwerte, da die Zertifizierung den Kriterien des Passivhausinstituts Darmstadt unterliegt. Voraussetzung, um diese zu erfüllen: gute Wärmedämmung der Gebäudehülle, speziell verglaste Fenster und eine ausgefeilte Lüftungstechnik mit besonders effizienter Wärmerückgewinnung. Das gesamte Wärmerückgewinnungssystem, die komplette RLT-Anlage inklusive Wärmeübertrager und Ventilatoren, sollte einen Wärmebereitstellungsgrad von mindestens 75 Prozent haben. Das Gerät sollte eine spezifische Leistungsaufnahme von unter 0,45 Wh/m³ aufweisen sowie eine interne und externe Leckage von unter 3 Prozent.

Darüber hinaus müssen Passivhäuser eine zulässige Heizwärmelast von maximal 10 W/m² einhalten. Zu berücksichtigen ist auch der Druckluftwechsel (n50). Bei einem Druckunterschied von 50 Pascal zwischen innen und außen darf sich die gesamte Luft im Gebäude nicht öfter als 0,6 Mal pro Stunde austauschen. Dabei gilt: je kleiner der n50-Wert, desto dichter ist das Gebäude.

Lüftungstechnik als Grundlage für Passivhausstandard

Um die ambitionierten Ziele gemäß des Passivhausstandards zu erreichen, wurde bei dem Schulneubau sowohl hinsichtlich der Baumaterialien als auch bei der Gebäudetechnik höchster Wert auf Energieeffizienz gelegt. Die Vega Schule verfügt über eine besonders gute Wärmedämmung ohne Wärmebrücken. Diese schützt im Sommer vor Hitze und im Winter vor Kälte. Große Fensterflächen mit Dreifachverglasung und Edelgasfüllung gewährleisten maximale Sonnenausbeute und minimieren Wärmeverluste.

Der Schlüssel zur Erfüllung des Passivhausstandards ist die Lüftungstechnik. Die verantwortlichen TGA-Planer der Firma Sweco Systems setzten auf hocheffiziente Komfortklimageräte des Mülheimer Herstellers Menerga. Das Unternehmen ist einer der ersten Anbieter, dessen Zentralklimageräte gemäß den Kriterien des Passivhaus Instituts Darmstadt im Luftleistungsbereich von 2 000 bis 15 000 m³/h für Nichtwohngebäude geprüft und zertifiziert werden.

So auch die Serie Resolair, von der insgesamt drei Anlagen (2 x 642 601 mit 12 960 m³/h und 1 x 641 501 mit 8 820 m³/h) in der nördlichsten Passivhausschule der Welt im Einsatz sind. Diese erreichen im gesamten Leistungsbereich hohe Wärmerückgewinnungsgrade von bis zu 95 Prozent. Gleichzeitig erfüllen diese Geräte das für Passivhäuser geltende Behaglichkeitskriterium (ZU  16,5 °C bei AU 10 °C) bis zu einem Volumenstrom von 4 500 m³/h auch ohne zusätzliches Heizregister.

Effektive Wärme- und Kälterückgewinnung

Alle drei Anlagen der Serie Resolair wurden optimal auf die spezifischen Klimatisierungs-Bedürfnisse der Vega Schule abgestimmt. Sie bewegen zusammen 35 000 m³/h. Die Raumtemperatur wird konstant bei 21 °C gehalten.

Jedes Gerät verfügt über zwei Wärmespeicherpakete mit hochsensibler Akkumulatorenmasse, durch die die Ab- und Außenluft wechselweise gefördert wird. Zur Umschaltung der Luftwege ist den Einheiten darüber hinaus ein Klappensystem zugeordnet. Die Akkumulatorenmasse hat die Eigenschaft, Energie aus dem warmen Abluftstrom schnell aufzunehmen und genauso schnell wieder an die kühlere Außenluft abzugeben. Der Temperaturwirkungsgrad des regenerativen Systems liegt bei über 90 Prozent. Die Anlage gewinnt nahezu die gesamte Wärmeenergie der Abluft zurück. Auf eine Nacherwärmung der Zuluft kann verzichtet werden.

Außerordentlich effizient ist ebenso der Feuchterückgewinn – bis zu 70 Pro-zent sind möglich. Die im Winterbetrieb notwendige Befeuchtung der Zuluft wird so auf ein Minimum reduziert bzw. entfällt komplett.

Besonders praktisch: Wenn in heißen Sommermonaten die Außenlufttemperatur höher als die Ablufttemperatur ist, können die Resolair-Anlagen dank ihres hohen Wirkungsgrades auch zur Kälterückgewinnung eingesetzt werden. So wird die zum Heizen bzw. Kühlen eingesetzte Energie ganzjährig optimal genutzt. Dank dieser optimalen Kombination aus effektiver Wärme- und Kälterückgewinnung lassen sich auch in kälteren Gebieten, wie in Vännäs, Gebäude in Passivhausbauweise umsetzen.

Exakte Anpassung an individuelle Begebenheiten

Die Komfortklimageräte vom Typ Resolair sind aufgrund ihres hocheffizienten, regenerativen Wärmerückgewinnungssystems optimal geeignet für den Einsatz im Passivhaus-Bereich. Aus architektonischen Gründen stellte deren Installation die zuständigen TGA-Planer zunächst vor eine Herausforderung: Der für die Anlagentechnik vorgesehene Raum ist sehr flach, die Raumhöhe beträgt nur knapp über 2 m. Eine Speziallösung musste also her.

Genau für solche Fälle hat Menerga ein spezielles Baukastensystem entwickelt, das mit standardisierten Einzelteilen eine exakte An-passung an individuelle Begebenheiten vor Ort ermöglicht. In der Praxis bedeutet dies: Die Anlagen wurden an die flache Raumsituation angepasst und in liegender Bauweise realisiert.

Grüner lernen undgleichzeitig Geld sparen

Die Umstellung auf Passivhausstandard bringt zum einen finanzielle Vorteile mit sich. Der Heizenergieverbrauch der Vega Schule beispielsweise konnte erheblich reduziert werden. Zum anderen trägt das Passivhauskonzept ebenso dazu bei, den Schülerinnen und Schülern das Thema Nachhaltigkeit näherzubringen. Dank des täglichen Lernens und Arbeitens in einer Umgebung, die auf höchste Energie-effizienz ausgelegt ist, erkennen sie von Anfang an die Bedeutung des Klimaschutzes – und welchen Beitrag moderne Gebäudetechnik dazu leistet. Auf diese Weise verbindet die Passivhausschule soziale, pädagogische, ökonomische und ökologische Ansprüche.

Name des Objektes: Vega Skolan

www.menerga.com

Wie die Vega Schule in Vännäs ist auch das Passivhaus im Allgemeinen ein deutsch-schwedisches Erfolgsprojekt. Die Idee wurde Ende der 1980er-Jahre entwickelt: Der deutsche Bauphysiker Wolfgang Feist arbeitete zu der Zeit gemeinsam mit seinem schwedischen Kollegen Bo Adamson an einem besonders energiesparenden Gebäudetyp. Ihnen schwebte ein Haus vor, in dem sowohl im Sommer als auch im Winter eine behagliche Raumtemperatur bei sehr niedrigem Energieverbrauch realisiert wird – und das ohne Nachheizen bzw. Nachkühlen. Statt durch Heizen sollte der Wärmebedarf weitgehend aus passiven Quellen gedeckt werden. Gemeint sind damit: Sonneneinstrahlung durch Fenster, Körperwärme von Personen und Abwärme aus technischen Geräten. Feists und Adamsons Überlegungen bildeten die Grundlage für den Passivhausstandard – einer der genauesten überprüften Baustandards.