Das Krankenhaus als Passivhaus: Besonderheiten und Ziele

Der Trend zum Passivhaus hat in den vergangenen Jahren stärker zugenommen. Steigende Energiekosten und zunehmende Umweltbelastungen sind überall ein Thema, auch beim Bauen. Bisher ging man jedoch hauptsächlich für den Privatbereich in Richtung Passivhaus. Doch auch für Krankenhäuser lohnt sich ein dieses Konzept ebenfalls, wie das Klinikum Frankfurt-Höchst mit seinem neuartigen Modell nach modernsten klimafreundlichen Richtlinien belegt: Es spart mit seinem Passivhaus-Neubau effizient Energie ein und erhielt als erstes Krankenhausgebäude der Welt das Siegel als zertifiziertes Passivhaus.

Hier wird speziell im Kontext von Krankenhäusern erklärt, wie sich ein Passivhaus definiert, welche Ziele es hat, worauf beim Bau zu achten ist und wie ein solches Gebäude effektiv funktioniert.

Passivhaus – Definition

Ein Passivhaus ist ein Gebäude, das aufgrund seiner hohen Wärmedämmung und dem Funktionsprinzip, mittels Wärmetauscher Lüftungswärmeverluste zu reduzieren, keine wassergeführte Gebäudeheizung benötigt. Das Ergebnis ist ein Haus mit einem deutlich niedrigeren Energieverbrauch.

Häuser dieser Bauart werden „passiv“ genannt, weil der überwiegende Teil des Wärmebedarfs aus „passiven“ Quellen (z.B. Sonneneinstrahlung und Abwärme von Personen oder Geräten) gedeckt wird. Das Passivhaus ist ein Baustandard, der besondere Anforderungen bezüglich Architektur, Technik und Ökologie festlegt und nicht auf einen bestimmten Gebäudetyp beschränkt ist.

Passivhaus – Ziele

Das Passivhaus betrachtet alle Energieverbräuche im Gebäude und hat folgende Ziele:

• Wärmeverluste durch Dach, Außenwände und Bodenplatte bzw. Keller geringhalten (Wärmedurchgangskoeffizient U-Wert maximal 0,15 Watt je Quadratmeter und Kelvin)
• Lüftungswärmeverluste minimieren
• Stromverbrauch elektrischer Geräte senken
• Primärenergiebedarf von jährlich 60 Kilowattstunden pro Quadratmeter Nutzfläche
• Heizwärmebedarf von 15 Kilowattstunden (Energiegehalt von etwa 1,5 Liter Heizöl) pro Quadratmeter pro Jahr
• 10 W/m² maximal zulässige Heizlast unter allen Witterungsverhältnissen

Passivhaus-Konzept des Klinikums Frankfurt-Höchst in Zahlen

Das Passivhaus-Konzept des Klinikums Frankfurt-Höchst hat als erstes passives Krankenhaus der Welt Symbolcharakter und stellt mit seinen beeindruckenden Zahlen einen erstrebenswerten Standard vor. Dazu gehören die folgenden Punkte:

• 260 Millionen Euro Gebäudekosten
• Ausstattung mit modernster Medizintechnik
• Gesamtfläche von 79.000 Quadratmetern
• 675 Betten und 40 Plätze in der Tagesklinik
• Mehrinvestitionskosten für Passivhaus-Bauweise von etwa sechs Prozent der Gesamtinvestitionskosten (rund 15,6 Millionen Euro)
• Gebäudehülle mit 20 Zentimeter dicker Wärmedämmung
• dreifachverglaste Fenster mit wärmegedämmten Rahmen
• automatische Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung
• Primärenergiebedarf von ca. 150 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr für Heizung, Kühlung, Warmwasser, elektrischen Strom und Lüftung im Gegensatz zum alten Klinikgebäude aus den 1960er-Jahren mit einem Verbrauch von mehr als 500 Kilowattstunden
• 80 Prozent Einsparung beim Gasverbrauch pro Quadratmeter zum vorigen Klinikgebäude

Passivhaus – Besonderheiten im Krankenhaus

Zu den Besonderheiten in Krankenhäusern hinsichtlich der Umsetzung des Passivhaus-Konzepts gehören die Anforderungen in hygienisch sensiblen Bereichen, erhöhte Komfortanforderungen der Patienten/-innen, viele unterschiedliche Energieanwendungen und hohe Abwärmemengen. Grundsätzlich gibt es aber keine Gründe, die gegen ein Krankenhaus als Passivhaus und den Einsatz erprobter Energiespartechniken sprechen; oftmals ergänzen sich hygienische und energetische Ziele sogar. Dazu sollten neue Konzepte möglichst frühzeitig mit Hygienikern/-innen abgestimmt werden.

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Energieanwendungen im Krankenhaus

Der Energiebedarf eines Krankenhauses richtet sich nach Art und Ausstattung bzw. ob Sterilgutversorgung, Verpflegungsküche, Wäscherei oder bildgebende Diagnoseverfahren vorhanden sind. Hier können bei einem Krankenhaus in Passivhaus-Bauweise beinahe 50 Prozent Energie eingespart werden, wenn sie nach Energieeffizienzkriterien ausgesucht und eingesetzt werden. Durch Anwendung von Effizienzmaßnahmen bei Heizwärme, Lüftung, Warmwasser und Hilfsenergie sind gegenüber konventionellen Klinik-Neubauten Einsparungen von 60 Prozent beim Wärmebedarf und über 50 Prozent beim Endenergiebedarf erzielbar.

Heizung

Krankenhäuser sind meist große und kompakte Gebäude und daher leichter heizbar. Trotz höherer Raumsolltemperaturen durch schnell frierende Patienten/-innen und höheren Luftwechsel kann der Heizwärmebedarf durch den Einsatz von Effizienztechnologien auf 15 kWh/(m²a) begrenzt werden. Speziell für Krankenhäuser empfiehlt sich eine Beheizung über Heizflächen, d.h. die Entkopplung von Lüftung und Heizung. So kann auf nachhaltigere Weise genügend Wärme durch weniger Heizenergie im Passivhaus garantiert werden.

Trinkwarmwasser

Eine Senkung des Energiebedarfes bei der Trinkwarmwasserversorgung gelingt am besten durch wassersparende Armaturen, Verringerung der Verteilverluste und effiziente Erzeugung. Bei der Verbrauchsberechnung sollten 50 Liter pro Planbett und Tag angesetzt werden. Da bis zu 50 Prozent des Wärmebedarfs des Trinkwarmwassersystems Wärmeverluste der Verteilleitungen sind, reduzieren Wärmeverlustmaßnahmen gleichzeitig den unerwünschten Wärmeeintrag in Kaltwasserleitungen.

Kühlung

Zur Reduzierung der Kühllasten zählen die Verbesserung der Effizienz von künstlicher Beleuchtung, EDV und medizinischen Geräten und ein geeigneter Sonnenschutz. Beim Einsatz von energieeffizienten Anwendungen bleiben die internen Wärmelasten moderat.

Lüftung

In Operationsräumen, Intensivstationen und Laborräumen ist eine kontrollierte Lüftung mit hochwertiger Filterung unerlässlich, aber auch in Pflegebereichen sollte eine kontrollierte Lüftung vorgesehen werden. Selbst bei energieeffizienten Lüftungsanlagen hat deren Hilfsenergiebedarf einen wesentlichen Anteil am Gesamtenergiebedarf. Daher sollten Luftmengen an den tatsächlichen Bedarf angepasst werden, geringe Druckverluste im Kanalnetz sollten je Strang max. 200 Pa betragen und die elektrische Leistungsaufnahme der Lüftungsgeräte sollte 0,45 Wh/m³ nicht überschreiten.

Beleuchtung

Da auch an den Wochenenden und nachts in Krankenhäusern und medizinischen Instituten gearbeitet wird, ist der Beleuchtungs-Energiebedarf enorm. Pflegezimmer und Flure weisen aufgrund durchgängiger Lichtnutzung die höchsten Energiebedarfswerte auf. Bei einer effizienten Kunstlichtausstattung kann deren Energiebedarf um bis zu 70 Prozent in Bettenzimmern und 60 Prozent in Untersuchungsräumen und Dienstzimmern reduziert werden.

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Zentrale Sterilgutversorgungsabteilung (ZSVA)

Die ZSVA (v.a. der Reinigungs- und Sterilisationsprozess von Operationsbestecken) gehört zu den Großverbrauchern in Krankenhäusern. Da der größte Energieanteil in den Reinigungs- und Desinfektionsautomaten und bei der Erwärmung des Wassers liegt, ist hier auch das wesentliche Einsparpotential. Maßnahmen zur Abstimmung der Wassermengen auf die Standzeit vor dem Spülvorgang und die Art der Reinigungsgüter erzielen Energieeinsparungen von bis zu 20 Prozent.

Magnetresonanztomographie (MRT)

Die heute eingesetzten Ganzkörpersysteme haben überwiegend Magnetfeldstärken von 1 bis 1,5 Tesla, neuere Systeme auch 3 Tesla. Die hierfür dauerhaft erforderliche Kühlung stellt den Hauptenergiebedarf des MRT dar, weshalb kürzere Untersuchungszeiten angestrebt werden sollten. Einsparpotentiale liegen auch in der Geräteauswahl und in der effizienteren gebäudeseitigen Kühlung.

Passivhaus – Fazit

Die frühzeitige Abstimmung aller Beteiligten und die Einbeziehung eines/-r Medizintechnikplaners/-in in die integrale Planung stellt bei Krankenhäusern einen wesentlichen Schlüssel zum Erfolg des Passivhaus-Projekts dar. Da die Ausstattung des Krankenhauses wesentlichen Einfluss auf den resultierenden Energiebedarf hat, sollte dieser anhand eines Krankenhauses der Maximalversorgung ermittelt werden.

Im Vergleich zu einem konventionellen Neubau beträgt die Primärenergieeinsparung bei einem Krankenhaus als Passivhaus 40 bis 50 Prozent. Passivhäuser ermöglichen es, durch Umweltenergienutzung oder den Einsatz von erneuerbaren Energien weiter den Primärenergiebedarf zu reduzieren.

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