Ist der Passivhausstandard bei Laborgebäuden wirtschaftlich?

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Laborgebäude tragen hohe innere Lasten

Im Gegensatz zu Wohnungsbauten tragen Laborgebäude hohe innere Lasten und verlangen im Betrieb hohe Luftwechsel. Typische Kennzahlen sind innere Lasten von insgesamt 80 W/m² durch Geräte (55 W/m²), Beleuchtung (15 W/m²) und Personen (10 W/m²). Hinzu kommt ein Luftwechsel, der in der Regel bei ca. 25 Kubikmeter pro Quadratmeter pro Stunde (m³/m²/h) liegt. Für eine installierte Beleuchtungsleistung von 15 W/m² ergibt sich bei 2500 Betriebsstunden pro Jahr ein Energiebedarf von 37,5 kWh/(m²a). Durch Strom bereitgestellt, beträgt der Bedarf an Primärenergie – unter Berücksichtigung des genannten Primärenergiefaktors 2,6 – demnach 97,5 kWh/(m²a). Auch die mechanische Be- und Entlüftung erfordert die Energieversorgung durch Strom. Der Strombedarf für den geforderten Luftwechsel kann mit ca. 25 W/m² angegeben werden. Das führt bei ebenfalls 2500 Nutzungsstunden pro Jahr zu einem Stromverbrauch von 62,5 kWh/(m²a) und damit zu einem Primärenergiebedarf von 163 kWh/(m²a).

In der Summe sind also allein für die Beleuchtung und den Lufttransport 260,5 kWh/(m²a) Primärenergie anzusetzen. Unterstellt man weiterhin einen Bedarf von 38,5 kWh/(m²a) an elektrischer Endenergie (also 100 kWh/(m²a) Primärenergie) für Anwendungen wie die Versorgung elektronischer Geräte oder zur Kälteerzeugung, führt dies zu einem gesamten Primärenergiebedarf von 360,5 kWh/(m²a). Dieser Wert ist bereits dreimal so hoch wie der maximal zulässige Primärenergiebedarf nach Passivhausstandard, obwohl hierbei bereits angenommen wurde, dass der Heizwärmebedarf vollständig durch Fernwärme, und damit ohne jeglichen Primärenergieaufwand, gedeckt werden kann. In der Praxis geht man jedoch auch bei Passivhäusern von 20 kWh/(m²a) Primärenergiebedarf zur Deckung des Heizwärmebedarfs aus. Für eine realistischere Einschätzung und eine bessere Vergleichbarkeit soll dieser Wert auch hier angenommen werden. Der Primärenergiebedarf unseres fiktiven Laborgebäudes liegt damit bei 380,5 kWh/(m²a) (s. Abb. 3). Es zeigt sich: Aufgrund der Nutzungsart benötigen Laborgebäude ein Mindestmaß an Energie, das weit über dem Energiebedarf eines Passivhauses liegt. Der maximal zulässige Primärenergiebedarf von 120 kWh/(m²a) deckt lediglich den Bedarf für Heizung und Beleuchtung – als Labor wäre das Gebäude folglich nicht nutzbar.

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Passivhausstandard-Dämmung verspricht kaum Vorteile für Laborgebäude

Auch der Einfluss der Gebäudehülle auf den Heiz- und Kühlenergiebedarf von Laborgebäuden ist stark abweichend von den Ergebnissen, die für Wohnungsbauten erzielt werden können. Thermische Gebäudesimulationsrechungen im Rahmen mehrerer konkreter Projektplanungen haben gezeigt, dass die Umsetzung des Passivhaus-Dämmstandards für Laborgebäude energetisch teilweise zwar durchaus sinnvoll, wirtschaftlich aber nicht zu rechtfertigen ist. Durch die Verbesserung der Gebäudehülle vom üblichen EnEV-2009-Standard auf Passivhausniveau reduziert sich der Gesamtheizenergiebedarf um etwa 25% und die benötigten Anschlussleistungen sinken: für die Wärmeerzeuger um 10%, für die Kälteerzeuger um 1%. Setzt man zusätzlich auf eine effiziente Wärmerückgewinnung (WRG), werden sogar 43% des Gesamtheizenergiebedarfs eingespart. Die benötigte Anschlussleistung des Wärmeerzeugers reduziert sich um 28%, die des Kälteerzeugers um 2%. Die finanziellen Aufwendungen, die notwendig sind, um die beschriebenen Einsparungen zu erzielen, relativieren die verbesserte Energieeffizienz aus wirtschaftlicher Sicht jedoch erheblich.

Ein echter Passivhausstandard ist für ein Laborgebäude schon aufgrund des erhöhten Energiebedarfs also nicht realisierbar. Der planerische und investitionsbezogene Mehraufwand ist außerdem, vor allem in Anbetracht des typischen Lebenszyklus eines Laborgebäudes, wirtschaftlich nicht zu rechtfertigen. Um ein Laborgebäude energieeffizient zu gestalten, müssen gebäude- und vor allem nutzungsbezogene Individualitäten bedacht werden, die durch standardisierte Kriterien nicht abzubilden sind. Hier gilt es nach wie vor, projektbezogen alle Voraussetzungen und Möglichkeiten abzugleichen und hinsichtlich Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit, Funktionalität und Behaglichkeit in Einklang zu bringen.

* T. Born:Carpus + Partner AG, 52074 Aachen

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