Passivarchitektur für eine nachhaltige Zukunft

Welche Gefahren von Klimawandel und CO2-Emissionen ausgehen, wird von Tag zu Tag deutlicher – und so suchen immer mehr Staaten, Unternehmen und Entscheidungsträger:innen nach Lösungen. Auch die gebaute Umwelt kann dazu etwas beitragen.

Das Gorecki Alumni Center von JLG Architects, das erste LEED-Platinum-Projekt in North Dakota.

Laut Architecture 2030 ist die gebaute Umwelt für 42 % der jährlichen CO2-Emissionen verantwortlich. Gleichzeitig sagen Fachleute voraus, dass in den kommenden 40 Jahren mehr Gebäude und Infrastruktur errichtet werden sollen als je zuvor.

Dieses rasante Wachstum erfordert eine neue Denkweise hinsichtlich Entwicklung, Bau und Betrieb solcher Strukturen.

Dabei soll passives Design helfen – einige nennen es bereits die Zukunft der Architektur.

Eine Einführung in die Passivarchitektur

Bei Passivarchitektur oder Passivdesign werden natürliche Ressourcen (wie Sonne und Wind) auf strategische Weise eingesetzt, um komfortable, energieeffiziente und umweltfreundliche Lebensräume zu schaffen.

Mit dieser Methode werden weniger herkömmliche Heiz- und Kühlsysteme benötigt, sodass sich der CO2-Fußabdruck der Gebäude und ihre allgemeine Auswirkungen auf das Klima verringern.

Schon in den 1970er Jahren während der Energiekrisis wurde in den USA über Passivarchitektur nachgedacht. Seitdem hat weltweit das Interesse zugenommen. In Deutschland wurde sie weiterentwickelt, und inzwischen hat sie sich bis nach Skandinavien und Chile ausgebreitet.

Die Benjamin Banneker High School in Washington, DC ist ein Platinum-LEED-zertifiziertes Gebäude und die energieeffizienteste Highschool in den USA. Bildquelle: Perkins Eastman.

Die Grundpfeiler der Passivarchitektur

Beim passiven Bauen werden natürliche Ressourcen und das örtliche Klima genauso berücksichtigt wie grundlegende Entwurfsprinzipien. So lässt sich eine hohe Energieeffizienz erreichen, ohne dass Abstriche beim Komfort gemacht werden müssen. Das Ziel ist es, Gebäude zu bauen, die gut für Mensch und Umwelt sind.

Das sind die Grundpfeiler der Passivarchitektur:
Fabric-First-Gebäude werden extrem luftdicht gebaut, sodass deutlich weniger Energie für das Heizen und Kühlen benötigt wird. Die HLK-Strategie sorgt für komfortable Temperaturen und eine gute Luftqualität. 

• Luftdichte Gebäudehüllen verhindern einen Verlust der klimatisierten Luft und minimieren die Feuchtigkeit.
• Leistungsstarke Materialien optimieren die Dämmung der Wände, Fenster, Böden und Dächer und sind gleichzeitig besonders langlebig.
• Schattenstrukturen halten das direkte Sonnenlicht ab, um Überhitzung und Blendung zu vermeiden.
• Die richtigen Verglasungsverhältnisse und -positionen nutzen die Sonnenenergie zum Erwärmen und Kühlen der Innenräume.
• Die richtige Ausrichtung des Gebäudes optimiert die Tageslichteinstrahlung und verringert den Energieverbrauch.
• Materialien mit hoher thermischer Masse wie Beton, Stein und Ziegeln absorbieren tagsüber die Hitze, sorgen für ausgeglichene Temperaturen und ermöglichen die Rückgewinnung von Feuchtigkeit.
• Wärmeaustauschsysteme stellen sicher, dass die gewünschte Innentemperatur aufrechterhalten und frische Luft ins Haus geleitet wird.

Der von Dr. Wolfgang Feist aus Darmstadt entwickelte Passivhausstandard legt strengste Kriterien für die Passivarchitektur fest. Es gibt jedoch auch andere Standards für umweltfreundliches Bauen, wie das LEED-Bewertungssystem des Green Building Council (USA) und Minergie International aus der Schweiz. 

Das Iowa Nest von Sterner Design – ein privates, klimaneutrales Familienwohnhaus.

Gut für die Menschen, gut für den Planeten – die Vorteile der Passivarchitektur

Passivarchitektur bietet zahlreiche Vorteile für die Wohnenden, Unternehmen, Staaten und unseren Planeten. Hausbesitzer:innen freuen sich über mehr Komfort, höhere Lebensqualität und niedrigere Stromrechnungen. Gleichzeitig hilft das Passivbauen den Kommunen und Unternehmen, ihre CO2-Ziele zu erreichen.

Der britische Passivhaus Trust führt die folgenden Vorteile der Passivarchitektur auf:

1. Bessere Gebäudeleistung
Passivdesign sorgt für bessere Gebäudeleistung in allen Bereichen: verringerter Energieverbrauch, effektivere Belüftung, hochwertigere Konstruktion. Passivhäuser sind widerstandsfähiger und werden seltener beschädigt, was bei durch den Klimawandel häufiger auftretenden Naturkatastrophen ein besonders wichtiger Faktor ist.

2. Weniger CO2-Emissionen
Die Wissenschaft ist sich einig, dass die CO2-Emissionen bis 2050 die Netto-Null erreichen müssen, damit die Erde weiterhin für die Menschheit bewohnbar bleibt. Das ist eine der größten Herausforderungen, der wir uns derzeit gegenübersehen, und ohne einen massiven Wandel im Bereich Infrastruktur ist sie nicht zu bewältigen. Passivdesign spielt eine wesentliche Rolle dabei, da es für eine Verringerung der CO2-Emissionen sorgt und die Nachfrage nach neuen Baustoffen deutlich senken kann.

3. Bessere Gesundheit, mehr Wohlbefinden
Schlechte Luftqualität in Innenräumen kann zu ganz verschiedenen Gesundheitsproblemen führen. Passivarchitektur ist zwar kein Allheilmittel, aber sie kann helfen – mit besserer Belüftung, weniger Shadstoffen in der Luft und mehr Tageslicht. Passivgebäude überhitzen im Sommer seltener und werden im Winter nicht so kalt, sodass sich die allgemeine Lebensqualität der Menschen verbessert.

4. Höhere Kosteneinsparungen
Passivgebäude sind preiswerter im Betrieb. Aber das ist noch nicht alles. Es fallen weniger Ausgaben für Brennstoff an, die Wartungskosten sinken, der Kapitalwert steigt, und „grüne“ Darlehen sind zu günstigeren Konditionen zu bekommen. Passivgebäude stehen bei Mieterwechseln seltener leer und behalten ihren Wert, wenn in Zukunft die Gesetze zum CO2-Verbrauch verschärft werden.

Der weltberühmte Scion Innovation Hub in Neuseeland, ein klimaneutrales Gebäude, das komplett aus Holz gebaut wurde. Bildquelle: RTA Studio.

Passivarchitektur – häufige Irrtümer

Zwar wird die Passivarchitektur immer beliebter, doch einige Irrtümer sind noch immer im Umlauf. Dazu gehören die folgenden Punkte:

1. Passivarchitektur ist teurer
Passivdesign muss nicht teurer sein als herkömmliches Bauen.
In den USA werden Passivhäuser zum Beispiel schon ab 1600 und 5400 USD pro Quadratmeter angeboten, je nach Standort, Qualität der Materialien und anderen Faktoren. Herkömmlich gebaute Häuser liegen in einer höheren Preisspanne.

Doch vor allem sind die Betriebskosten deutlich geringer als in herkömmlichen Gebäuden, sodass über die gesamte Nutzungsdauer signifikante Einsparungen zu verzeichnen sind. In einer Studie fand man heraus, dass ein Passivdesign diese Kosten um 12 bis 52 % verringert und sich bereits nach sechs Monaten anfängt zu amortisieren.

Zudem können gut durchdachte Entwürfe die Konstruktionskosten senken. Unternehmen wie Passive Design Solutions entwerfen Passivhäuser zum selben Preis wie herkömmliche Gebäude.

2. Passivarchitektur beschränkt die Gestaltungsmöglichkeiten
Passivgebäude sind keinen Beschränkungen unterlegen, was Technik, Größe oder Ästhetik angeht. Ob die Linzer Villa A oder das OutsideIN House in Chile – aktuelle Passivhäuser sind genauso modern, traditionell oder avantgardistisch wie herkömmliche Architektur. 

Auch im kommerziellen Bereich findet sich eine große stilistische Vielfalt mit unterschiedlicher Komplexität. Die Sheikh Khalifa Medical City in Abu Dhabi und The Crystal in London sind zwei ausgezeichnete Beispiele für nachhaltiges Design.

3. Passivarchitektur eignet sich nur für Wohngebäude 
Zertifizierungsprogramme wie Built Green im US-Staat Washington helfen, die Passivhausbewegung zu stärken. Aber Passivdesign ist nicht nur für Wohngebäude geeignet. Auch große kommerzielle Projekte wie Wolkenkratzer, Hotels und Schulen bieten spannende Möglichkeiten, den Energieverbrauch zu senken und mit nachhaltiger Architektur etwas Gutes zu bewirken. 

Das Winthrop Center in Boston ist das weltweit größte Bürogebäude in Passivbauweise und verfügt über Zertifizierungen von Passivhaus Trust, LEED Platinum und WELL Gold. Und das Solar XXI in Lissabon nutzt eine Kombination aus Passivdesign-Prinzipien und Technologien auf Grundlage erneuerbarer Energien. Genutzt wird es als Energie- und Geologielabor.

Schneller klimafreundliche Gebäude entwickeln – mit SketchUp

Die Passivarchitektur hat das Potenzial, den Menschen ganz neue Bauformen zum Leben und Arbeiten bereitzustellen und gleichzeitig das Klima unseres Planeten zu schützen. Sie steigert die Gebäudeleistung, geht sparsam mit natürlichen Ressourcen um und sorgt für mehr Komfort und Wohlbefinden.

Eine in SketchUp und Sefaira durchgeführte Tageslichtanalyse für ein Wohngebäude. Bildquelle: Sterner Design.

Tools wie PreDesign und Sefaira ermöglichen mit frühzeitigen Analysen der Gebäudeleistung einen nahtlosen Passivdesign-Prozess. SketchUp ist agil und flexibel genug, um problemlos mit der Entwicklung im Konzept- und Schemadesign mithalten zu können. So wird es auch in Zukunft innovative Technologien zur Verfügung stellen, die für mehr Nachhaltigkeit in der Architektur sorgen.

Möchten Sie sich selbst am Passivdesign versuchen und exzellente Modelle entwerfen? Dann sollten Sie SketchUp noch heute ausprobieren. Entscheiden Sie sich für die kostenlose Testversion oder eines unserer Abonnements, um Ihre nachhaltigen 3D-Modelle zu entwickeln.

Sie möchten mehr über nachhaltige Entwurfsprojekte erfahren? Dann lesen Sie am besten hier weiter:
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