Letzte Aktualisierung: 17.10.2018

Plusenergiehaus-Standards, Techniken und Preise im Expertencheck

Was ist ein Plusenergiehaus? Welche bautechnischen Komponenten zeichnen es aus? Wie wird ein Energieüberschuss erzielt? Was kostet ein Plusenergiehaus?

Wir stellen Ihnen hier einen Energiestandard für Gebäude vor: das sogenannte Plusenergiehaus, das mitunter auch Energiehaus Plus genannt wird. Wir erklären Ihnen, welche Definition dem Plusenergiehaus zugrunde liegt und wie sich die per Definitionem vorgegebenen Anforderungen bautechnisch umsetzen lassen. Dazu wird sowohl auf die theoretischen Anforderungen an die Energieeffizienz eines Plusenergiegebäudes als auch auf deren praktische Realisation eingegangen.

Definition: Plusenergiehaus, Energiehaus Plus, Effizienzhaus Plus

Den Energiestandard Plusenergiehaus, der auch als Energiehaus Plus beziehungsweise Effizienzhaus Plus bezeichnet wird, definiert sich über den sogenannten Jahres-Primärenergiebedarf (QP) und den Jahres-Endenergiebedarf.

Demnach ist der Standard Plusenergiehaus erreicht, wenn einerseits ein negativer Jahres-Primärenergiebedarf (∑QP < 0 kW/m2a) und andererseits auch ein negativer Jahres-Endenergiebedarf (∑Qe < 0 kW/m2a) vorliegt. Darüber hinaus gelten für das Plusenergiehaus sämtliche Anforderungen seitens der aktuellen Energieeinsparverordnung (EnEV) wie die Einhaltung des Transmissionswärmeverlustes (H’T).

Tabelle 1: Anforderungen an ein KfW-Effizienzhaus Plus
KfW-Effizienzhaus 40 Plus 40 55
QP in % QPREF 40 40 55
T in % H´TREF 55 55 70
Zusätzliche Anforderung Plus Paket

So erfüllt beispielsweise ein KfW-Effizienzhaus 40 Plus die Anforderungen an ein KfW-Effizienzhaus 40 und verfügt über ein weiteres Plus-Paket mit einer stromerzeugenden Anlage auf Basis erneuerbarer Energien, ein stationäres Batteriespeichersystem (Stromspeicher), eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und eine Visualisierung von Stromerzeugung und Stromverbrauch über ein entsprechendes Benutzerinterface.

Nachweise nach EnEV und EEWärmeG

Die Nachweise für den Plusenergiehaus-Standard werden dementsprechend auf der Basis der EnEV gemäß der Norm DIN V 18599 geführt, wobei der mittlere Standort gemäß EnEV anzusetzen ist.

Alternativ kann auch mit den Normen DIN V 4108-6 in Verbindung mit DIN V 4701-10 gerechnet werden. Darüber hinaus müssen für neu zu errichtende Gebäude auch Anforderungen aus dem Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (EEWärmeG) eingehalten werden. Plusenergie- bzw- Effizienzhaus Plus-Gebäude erfüllen aufgrund ihres hohen energetischen Niveaus beide Anforderungen. Trotzdem müssen auch für diese Häuser die Nachweise nach EnEV und EEWärmeG geführt werden.

Wichtig: Anders als beim Standardverfahren sind für die Nachweisprozedur eines Plusenergiehauses auch die End- und Primärenergiebedarfswerte für den Nutzerstrom, sprich: die Bedarfswerte für den Betrieb

  • der Wohnungsbeleuchtung
  • und der Haushaltsgeräte

mit zu bilanzieren. Man spricht hier deshalb auch von einem erweiterten EnEV-Nachweis.

Diese fließen pauschal in die Berechnung mit ein, wobei man für ein Wohngebäude entsprechend des Gebäudetyps (Ein- oder Mehrfamilienhaus) hier einen pauschalen Endenergiebedarf von 20 beziehungsweise 35 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr kWh/m2a (jedoch maximal 2.500 Kilowattstunden pro Jahr je Wohneinheit) ansetzt.

Die sogenannte Bilanzgrenze, die man zum Beispiel auch dafür „ziehen“ muss, dass technische Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien in die Energiebilanz des Plusenergiehauses einbezogen werden können, bildet das Grundstück, auf dem das Plusenergiehaus selbst steht. Die Grundstücksgrenze ergibt sich aus der Gemarkungsgrenze, wie sie im Grundbuch eingetragen ist.

Konzept „Plusenergiehaus“: Energieeffizienz plus Einsatz Erneuerbarer Energie

Laut dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) basiere das Plusenergiehaus im Vergleich zu Gebäuden in herkömmlicher Bauweise auf den drei Prinzipien

  • die Energieeffizienz des Gebäudes bestmöglich zu steigern,
  • den Energiebedarf der Haushaltsprozesse weitgehend zu senken und
  • erneuerbare Energien (EE) zur Restdeckung des Energiebedarfs einzusetzen.

Diese Prinzipien ließen sich dem BMUB zufolge dank gezielter Bau- und Energiemaßnahmen umsetzen.

Plusenergiehaus-Konzept heißt: Energieeffizient bauen

Energieeffizient zu bauen, hieße in diesem Sinn:

  • kompakt zu bauen (kompakter Baukörper)
  • optimale Orientierung
  • thermische Zonierung
  • Wärmeschutz
  • Verhalten zu visualisieren (fördert das energiebewusste Verhalten der Bewohner, Stichwort: Smart Metering)
  • niedrige Systemtemperatur (und daraus resultierend: niedrige Wärmeverluste in der Heizungsanlage)
  • kurze Leitungen für Heizung, Lüftung und Warmwasserversorgung (und daraus resultierend: niedrige Wärmeverluste sowie geringe Energiemengen zum Antrieb von anlagenspezifischen Pumpen & Co.)
  • hydraulischer Abgleich in allen Anlagen
  • effiziente Antriebe
  • Bedarfssteuerung für Heizung und Lüftung
  • effiziente Geräte (Haushaltsgeräte höchster Effizienzklasse)
  • effiziente Beleuchtung (LED, Energiesparleuchten)
  • Wärmerückgewinnung in Lüftungs- und Abwassersystemen

Plusenergiehaus-Konzept heißt: Erneuerbare Energien zur Deckung des Restenergiebedarfs nutzen

Das Einbeziehen erneuerbarer Energien, um den Restenergiebedarf des Plusenergiehauses zu befriedigen, bedeutet, diese sowohl aktiv als auch passiv zu nutzen:

  • Solarwärmegewinne durch Fenster (passive Nutzung der Solarenergie senkt Heizenergiebedarf)
  • Tageslicht nutzen (passive Nutzung der Solarenergie senkt Lichtenergiebedarf)
  • Solarkollektoren (aktive Nutzung der Solarwärme senkt Heizenergiebedarf)
  • biogene Brennstoffe
  • Geothermie oder Luftwärme
  • Wärmerückgewinnung
  • Photovoltaik (sorgt für das „Plus“ im Hauskonzept Plusenergiehaus: Solarstrom deckt den Eigenbedarf und Überschüsse können in „Solar-Batterien“ zwischengelagert oder ins öffentliche Netz als Solarstrom eingespeist werden)
  • Klein-Windkraftanlagen (wie Photovoltaik als „Plus“-Erwirtschafter im Einsatz)
Tabelle 2: Berechnung der benötigten PV-Fläche, um ein Haus mit unterschiedlicher Anlagentechnik zum Plusenergiehaus umzurüsten (Quelle: Fraunhofer-Institut für Bauphysik)
Plusenergie-Kennwerte Brennwert-kessel, Fensterlüftung Brennwertkessel, Wohnungs-lüftung* Brennwertkessel, Wohnungslüftung*, solare Warmwasser-bereitung Luftwärme-pumpe, Wohnungs-lüftung*
Endenergiebedarf Heizung und Warmwasser 65,2 kWh/m2a 48,6 kWh/m2a 30,2 kWh/m2a 12,5 kWh/m2a
Endenergiebedarf Hilfsenergie 3,4 kWh/m2a 5,7 kWh/m2a 6,0 kWh/m2a 6,9 kWh/m2a
Endenergiebedarf Haushalt und Licht 20,0 kWh/m2a 74,3 kWh/m2a 20,0 kWh/m2a 20,0 kWh/m2a
Endenergiebedarf gesamt 85,6 kWh/m2a 102,0 kWh/m2a 56,2 kWh/m2a 39,4 kWh/m2a
Primärenergiebedarf (ohne PV) 115,9 kWh/m2a 115,9 kWh/m2a 82,4 kWh/m2a 70,9 kWh/m2a
Benötigte PV-Fläche 91 m2 79 m2 60 m2 40 m2
Endenergiebedarf - 0,1 kWh/m2a - 0,2 kWh/m2a - 0,4 kWh/m2a - 0,1 kWh/m2a
Primärenergiebedarf - 118,7 kWh/m2a - 100,0 kWh/m2a - 69,5 kWh/m2a - 31,6 kWh/m2a

Schlüsselparameter des Konzepts „Plusenergiehaus“ einzeln vorgestellt

Gebäudeentwurf

Schon der Entwurf des Gebäudes, das als Plusenergiehaus ausgelegt werden soll, legt den Grundstein für dessen tatsächlich erreichbare Energieeffizienz. Auf drei Aspekte sollte man besonders achten: 

  • Kompaktheit
  • Orientierung
  • Gebäudezonierung

Bei der Kompaktheit des Gebäudes kommt es zum einen auf die Auslegung des Plusenergiehauses als Ein-, Zwei- oder Mehrfamilienhaus an. Wobei gilt: Einfamilienhäuser haben idR einen höheren Heizenergiebedarf als Zwei- und Mehrfamilienhäuser. Das ergibt sich aus dem erhöhten Verhältnis zwischen Hüllfläche und Volumen (sogenannter A/V-Wert). Um der notwendigen Kompaktheit des Baukörpers gerecht zu werden, sollte man einfache Dachformen wählen und möglichst auf aufwendige und schlecht zu dämmende Konstruktionen wie Gauben und Erker verzichten.

Energieeffiziente Orientierung des Plusenergiehauses heißt: optimale Ausrichtung gen Sonne, so dass Solarkollektoren (Photovoltaik und Solarthermie) höchstmögliche Jahreserträge einfahren können.

Zonierung bedeutet, die Unterschiede an Heizwärmebedarf, die sich in den Räumen aus deren Nutzung ergeben, bewusst in das Energiekonzept einzubeziehen. Schlafzonen zum Beispiel können zur dunkleren und kühleren Nordseite ausgerichtet sein, während Wohnzonen gen Süden eingerichtet werden.

* mit 80% Wärmerückgewinnung

Gebäudehülle

Auf Kosten der Gebäudehülle, so sie denn nicht energetisch abgedichtet ist, gehen zwischen 50 und 75 Prozent der Wärmeverluste des Gebäudes (in Form von Transmissionswärmeverlusten). Ein Plusenergiehaus lässt daher sich ohne optimalen Wärmeschutz nicht realisieren. Es gilt deshalb, 

  • Außenwände (monolithische Wandsysteme oder Wärmedämmverbundsysteme),
  • Fenster (Verbundgläser mit Uf-Werten von 0,9 Watt pro Quadratmeter und Kelvin (W/m2K) und weniger) und
  • Perimeter (Kellerdecke / Bodenplatte)

optimal zu dämmen. Besondere Aufmerksamkeit gilt es hierbei auf die perfekte Ausführung der dichten Gebäudehülle zu richten: Wärmebrücken sollten vermieden werden und die Hülle sollte absolut luftdicht sein. Letztgenannte Details erzielen Energieeinsparungen von mehr als 10 kWh/m2a.

Gebäudetechnik

Die Anlagen zur Erzeugung von beziehungsweise Erledigung der Aufgaben wie: 

  • Heizwärme,
  • Warmwasser,
  • Kühlung, • Lüftung,
  • Beleuchtung und
  • Gebäudeautomation / Smart Metering

sollten derart sein, dass sie selbst wenig Energie zum Betrieb verbrauchen. Bei der Heizungsanlage im Speziellen sollte auf den hydraulischen Abgleich geachtet werden, der besitzt ein Einsparpotential von 10 Prozent und mehr.

Haushaltsgeräte

Ein Durchschnittshaushalt hat heute einen mittleren Stromverbrauch für Haushaltsprozesse und Beleuchtung (also ohne Heizung und Warmwasserbereitung) von etwa 2.650 Kilowattstunden pro Jahr (30 Kilowattstunden je Quadratmeter und Jahr), Tendenz leicht steigend, sagt das BMUB. Hiervon entfielen demnach etwa 33 Prozent auf Haushaltsprozesse wie Kochen, Trocknen, Bügeln, etwa 10 Prozent auf Beleuchtung und die restlichen 57 Prozent auf Haushalts- und Kommunikationsgeräte. Etwa 13 Prozent der Stromverbräuche der Haushalte entfielen auf Stand-by-Verluste, die im Wesentlichen im Bereich der Haushalts- und Kommunikationsgeräte auftreten.

Angesichts dieser Energieverbrauchsmengen sollte man beim Einsatz sämtlicher Haushaltsgeräte im Plusenergiehaus nicht nur auf deren Funktionalität und Gebrauchseigenschaften achten, sondern auch auf deren Energie- und Wasserverbrauch. Zur Orientierung dient dabei das Energielabel der Hersteller.

„Plus“-Faktor

Photovoltaik und Windkraft sorgen für elektrische Energie, die der Plusenergiehaushalt direkt verbrauchen kann. Mit einem passenden Stromspeicher gelingt dies sogar zeitversetzt. Überschüsse an Strom können dann sogar als öko-korrekter echter Ökostromins öffentliche Netz eingespeist werden.

Kosten und Wirtschaftlichkeit von Plusenergiegebäuden

Der Bau eines Plusenergiehauses ist in der Regel teurer als ein "normales" Niedrigenergiehaus, da insbesondere die Anlagentechnik umfangreicher ist. Die Differenz dieser Kosten wird daher als Mehrinvestition innerhalb einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung herangezogen, um beurteilen zu können, ob sich der Bau eines Plusenergiehauses gegenüber dem eines Neubaus mit vergleichbarem Energiesparstandard lohnt.

Um die Wirtschaftlichkeit der Mehrkosten zu ermitteln, werden dabei die geringeren Beschaffungskosten für Strom - in der Regel ist dies der Anteil des Eigenverbrauchs des Solarstroms - und je nach Anlagenkonfiguration auch für Heizwärme angesetzt als auch die Mehreinnahmen, die durch eine eventuelle Einspeisung oder eine Direktvermarktung des Solarstroms erzielt werden können. Diese Mehreinnahmen werden dann entsprechend der Nutzungsdauer der Anlagenkomponenten des Plusenergiehauses erfasst und mit einem adäquaten Zinssatz abgezinst.

Heraus kommt der Barwert, von dem dann die Mehrinvestition abgezogen wird. Ist der dann verbleibende Kapitalwert positiv, so kann man grundsätzlich davon ausgehen, dass der Bau eines Plusenergiehauses gegenüber dem eines vergleichbaren Neubaus wirtschaftlich lohnt. Summiert man die jährlichen Einnahmen/ Einsparungen auf und stellt sie den Mehrkosten gegenüber, lässt sich die Amortisation des Plusenergiehauses berechnen.

Preise für Plusenergiehäuser im Vergleich

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