Strohhaus und Minergie-Label: Analyse der thermischen Berechnung

Für unser Strohhausprojekt in der Broye Fribourgeoise haben wir das Ingenieurbüro Perenzia mit der Durchführung der für die Erteilung der Baugenehmigung notwendigen thermischen Studie beauftragt. Die offizielle Akte kommt zum Schluss, dass eine Nichteinhaltung des Minergie-Kriteriums vorlag.

Der Hauptpunkt betrifft die Lüftungsmodellierung: Nach der normativen Berechnung bleibt der Gesamtenergieindex über der Zulassungsgrenze des Labels.

Seit dieser Studie hat sich unser Projekt weiterentwickelt. Wir sind von einer klassischen, mit Stroh gefüllten Holzrahmentechnik zu einem innovativen Tragestroh-System übergegangen. Diese speziell für dieses Projekt entwickelte Weiterentwicklung ermöglicht den Verzicht auf eine massive Holzkonstruktion und maximiert so den Anteil der natürlichen Dämmung an der Wandstärke.

Das Ziel dieses Artikels besteht darin, die Zahlen im Bericht zu überprüfen und die Auswirkungen einer geringeren Lüftungsannahme zu bewerten, die bereits in den Berechnungsanhängen dokumentiert ist.

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1. Der offizielle Bericht: 42,6 kWh/m², was bedeutet das?

Wir stützen unsere Analyse auf den offiziellen thermischen Bericht (SIA 380/1) und das Energieformular (EN-101b), das von Perenzia im Oktober 2023 erstellt wurde [^1]. Obwohl sich unser Bausystem inzwischen auf den Transport von Stroh weiterentwickelt hat, bleiben diese Zahlen eine verlässliche und konservative Größenordnung.

Laut diesem Bericht:

• Berechneter Heizwärmebedarf (Q_H): 42,6 kWh/m² pro Jahr.
• Gesetzgebung (MoPEC): validiert. Der gesetzliche Grenzwert liegt bei 65,3 kWh/m². Unser Haus entspricht weitgehend dem geltenden Schweizer Recht.
• Minergie-Label: nicht erreicht. Der Gesamtenergieindex, genannt MKZ (Minergie-Kennzahl), liegt bei 78,1 kWh/m², die Zulassungsgrenze für unser Gebäude liegt bei 63,6 kWh/m².

Technischer Hinweis: MoPEC vs. MKZ

• Das MoPEC ist der harmonisierte kantonale Rechtsrahmen. Es legt einen einzigen Grenzwert (hier 65,3) fest, der hauptsächlich auf der Erwärmung basiert.
• Der MKZ ist der Minergie-Label-Index. Es ist strenger und für jedes Gebäude spezifischer: Es werden Heizung, Warmwasser und Strom für Nebenverbraucher hinzugefügt, alles gewichtet nach der Energiequelle. Der Grenzwert von 63,6 kWh/m² richtet sich nach der Kompaktheit unseres Hauses. Für den höheren Minergie-P-Standard würde dieser Grenzwert weiter auf rund 45 kWh/m² sinken.

Der Bericht hebt einen sehr benachteiligenden Punkt hervor: Lüftung. Das Projekt wird ohne die Installation einer Komfortlüftung (Hauptlüftung durch Öffnen von Fenstern) mit einer normativen Lufterneuerungsrate modelliert. In der technischen Akte ist jedoch von gelegentlichen Absaugöffnungen in den WCs die Rede. In der SIA 380/1-Berechnung bleibt die angenommene Lufterneuerungshypothese hoch und ohne Wärmerückgewinnung, was die Lüftungsverluste und damit den MKZ-Index stark erhöht.

Der zu prüfende Punkt ist daher der Unterschied zwischen diesem normativen Szenario und einem Szenario mit reduziertem Luftstrom.

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2. Unterscheiden Sie QH und MKZ deutlich

Um Verwirrung zu vermeiden, müssen zwei verschiedene Indikatoren getrennt werden:

• Q_H (SIA 380/1): Wärmebedarf allein für die Heizung (kWh/m²·Jahr).
• MKZ (Minergie): Gesamtlabelindex (Heizung, Warmwasser und Nebenkosten, mit Gewichtungen).

Der Bericht bestätigt gleichzeitig:

• Q_H = 42,6 kWh/m²·Jahr (Basisberechnung).
• MKZ = 78,1 kWh/m² Jahr, bei einer Minergie-Eintrittsgrenze von 63,6 kWh/m² Jahr.Mit anderen Worten: Das Projekt respektiert den gesetzlichen MoPEC-Grenzwert für die Erwärmung, respektiert jedoch nicht das MKZ-Kriterium des Minergie-Labels.

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3. Einfluss des Luftstroms auf das Verhältnis

Derselbe Bericht enthält zwei SIA 380/1-Berechnungsszenarien mit identischer Geometrie und Hülle, die sich lediglich im thermisch aktiven Luftstrom („qth“) unterscheiden:

• Grundszenario: qth = 0,7 m³/(h·m²)
• Meldevariante: qth = 0,3 m³/(h·m²)

Die in den Bilanzen ausgewiesenen Ergebnisse stellen sich wie folgt dar [^1]:

Heizungsanzeige (SIA 380/1)	qth = 0,7	qth = 0,3
Verluste durch Übertragung „Q_T“	58,0	57,5
Lüftungsverluste „Q_V“	21,1	9,0
Beiträge (Q_i + Q_s)	~51,0	~50,1
Heizbedarf „Q_H“	42,6	32,1

Der Wert 57,5 kWh/m² stammt somit direkt aus der Zeile „Gesamt“ der Tabelle „Wärmebilanz mit thermisch aktivem Luftstrom (Qh,eff)“ für die Variante „qth = 0,3“.

Die verwendete SIA 380/1-Berechnung lautet:

[ Q_H = (Q_T + Q_V) – \eta_g \cdot (Q_i + Q_s) ]

wobei η_g der Beitragsnutzungsfaktor ist (Anteil der internen und solaren Beiträge, die tatsächlich zur Reduzierung der Erwärmung verwendet werden). Dieser Faktor beträgt nicht 100 %, er hängt von der monatlichen Wärmebilanz, der Jahreszeit und der Höhe der Verluste ab.

Verwendung der Werte aus dem Bericht:

• Fall qth = 0,7:
  „42,6 = (58,0 + 21,1) – η_g × 51,0“.
  daher „η_g ≈ (79,1 – 42,6) / 51,0 ≈ 0,716“ (im Einklang mit ~0,71–0,73, die je nach Zone angezeigt werden).
• Fall qth = 0,3:
  „32,1 = (57,5 + 9,0) – η_g × 50,1“.
  daher „η_g ≈ (66,5 – 32,1) / 50,1 ≈ 0,687“ (im Einklang mit ~0,68–0,70, die je nach Zone angezeigt werden).

Dies erklärt, warum der Abfall von „Q_H“ nicht genau dem Abfall von „Q_V“ entspricht: Wenn sich der Luftstrom ändert, berechnet die Software auch die effektive Nutzung der Vorräte über „η_g“ neu.

Was wir eindeutig schlussfolgern können:

• Der Übergang von „qth = 0,7“ auf „qth = 0,3“ verringert die Lüftungsverluste („Q_V“) erheblich und verringert „Q_H“ um 10,5 kWh/m²·Jahr.
• Diese Schlussfolgerung betrifft den Heizbedarf (Q_H), nicht direkt die MKZ.
• Die kleinen Unterschiede bei „Q_T“ und „Q_i+Q_s“ zwischen den beiden Tabellen sind hauptsächlich auf Rundungen und den von der Software angezeigten Aggregationsmodus zurückzuführen.

3.1 Schätzung der MKZ mit „qth = 0,3“ (indikativ)

Die Datei enthält keine offizielle MKZ, die für „qth = 0,3“ neu berechnet wurde, aber wir können anhand der EN-101b-Daten eine konsistente Schätzung vornehmen:

• „Q_H“ geht von 42,6 auf 32,1 (d. h. -10,5 kWh/m²·Jahr).
• „Q_ww“ (Warmwasser) bleibt 13,9.
• Heizanteil in „(Q_H + Q_ww)“ im Basisfall: „42,6 / (42,6 + 13,9) = 75,4 %“.
• Basis-MKZ: 78,1.

Wenn man die Reduzierung um 10,5 kWh/m² nur auf den Heizanteil der MKZ anwendet, ergibt die Schätzung eine MKZ von etwa 67–68 kWh/m²·Jahr.

Dieser Wert ist indikativ (kein zertifizierbarer Wert), ermöglicht aber den Vergleich von Größenordnungen.

Bezüglich Minergie-P:

• Bei überwiegend manueller Lüftung fällt das Projekt nicht in den von Minergie/Minergie-P erwarteten Zertifizierungsrahmen ¹.
• Die hier relevante Frage ist also der Leistungsvergleich, nicht die Erlangung des Labels.
• Bei nur Heizen („Q_H“) ergibt die Variante „qth = 0,3“ 32,1 kWh/m²·Jahr, d. h. eine niedrige Größenordnung und vergleichbar mit sehr effizienten Gebäuden.- Beim globalen Minergie-Index („MKZ“) bleibt die Schätzung bei „qth = 0,3“ bei etwa 67–68 kWh/m²·Jahr, also über der Minergie-Grenze (63,6) und über einem Minergie-P-Wert, der typischerweise nahe bei 45 liegt.

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4. Jenseits der Heizung: das wahre ökologische Gleichgewicht

Auch wenn hinsichtlich der genauen Erwärmungszahlen eine gewisse Unsicherheit besteht, bestätigt die Erweiterung des Blickwinkels die Relevanz des Ansatzes.

Kriterium	Standardbauweise / „klassische“ Minergie	Unser Weiler im tragfähigen Stroh
Energieansatz	Hohe Leistung über Systeme (PAC, Double Flow VMC)	Hohe Leistung durch die Hülle (Dicke, Trägheit)
Energieproduktion	Oft schwach oder gerade ausreichend	Positiv (32 PV-Module + thermische Solaranlage)
CO2-Fußabdruck (Bau)	Positiv (Beton-, Stahl-, Industrieisolierungsemissionen) 2	Negativ (Kohlenstoffsenke: Stroh + heimisches Holz, kein Beton)
Technische Systeme	Komplexe (Wartung, Filter, dedizierter Strom)	Einfach (100 % manuell, ohne Maschinen)
Feuchtigkeitsmanagement	Mechanisch (Abzieher erforderlich)	Natürlich (atmende Wände + manuelle Belüftung)
Luftqualität	Gefiltert (auf Trockenheit und Kanalwartung achten)	Natürlich, hygroreguliert, 0 VOC

Ein klassischer Minergie-Ansatz kompensiert manchmal eine „Standard“-Isolierung durch sehr effiziente technische Systeme (Hightech). Unser Ansatz ist Low-Tech: Wir konzentrieren uns auf Dicke und Material. Durch die Verwendung von viel Stroh (lokaler und erneuerbarer Rohstoff) und Holz erreichen wir eine hohe thermische Leistung bei gleichzeitiger Minimierung der grauen Energie. Darüber hinaus wird durch unsere Stützstrohtechnik die sekundäre Holzstruktur entfernt, wodurch der CO2-Fußabdruck weiter optimiert wird.

Das Fehlen von Beton (Fundamente auf Schraubpfählen aus Stahl) ist ein entscheidender Punkt: Da Beton eine der Hauptquellen für CO₂-Emissionen im Bauwesen ist, können Stroh und Holz durch seine Entfernung ihre Rolle als Kohlenstoffsenken voll ausschöpfen, was die Gesamtbilanz des Bauwesens negativ macht.

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5. Fazit

Labels wie Minergie bleiben eine nützliche Referenz für die Objektivierung der Energieeffizienz von Gebäuden.

Allerdings stoßen sie heute bei bestimmten Low-Tech-Projekten an ihre Grenzen. In unserem Fall reagiert die Berechnung sehr empfindlich auf die Annahme des Luftstroms: Der Übergang von „qth=0,7“ zu „qth=0,3“ reduziert den Heizbedarf erheblich, was im Bericht deutlich hervorgehoben wird.

Aus der Datei geht hervor, dass dasselbe Gebäude abhängig von der verwendeten Lüftungshypothese deutlich unterschiedliche Ergebnisse liefern kann.

• Eine durch die Akte bestätigte Hochleistungshülle (niedrige U-förmige Wände, kontrollierte Übertragungsverluste).
• Ein Heizbedarf, der je nach im Modell beibehaltenem Luftstrom zwischen 42,6 und 32,1 kWh/m² liegen kann.
• Ein negativer CO2-Fußabdruck (dank des Verzichts auf Beton und Stroh-/Holzlagerung).
• Optimale Gesundheit (natürliches Feuchtigkeitsmanagement, keine VOCs, keine mechanische Zugluft).
• Völlige Belastbarkeit (keine Abhängigkeit von Strom für die Belüftung, einfache und langlebige Systeme).

Dieser Punkt ersetzt keine Zertifizierung: Er ermöglicht einen schlüssigen technischen Vergleich der Heizleistung mit einer sinnvollen Lüftung.

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Referenzen und Quellen[^1]: Perenzia Ingénieurs Sàrl. SIA 380/1 thermische Begründung und Formular EN-101b – Familiendorfprojekt, Surpierre. Oktober 2023. privates Dokument (unveröffentlicht). Dateiwerte: Q_H = 42,6 kWh/m²·Jahr (Grundberechnung, qth=0,7), Q_V = 21,1 kWh/m²·Jahr, Q_H,eff = 32,1 kWh/m²·Jahr (Variante qth=0,3, mit Q_V = 9,0), MKZ = 78,1 kWh/m² Jahr, Zulassungsgrenze 63,6 kWh/m² Jahr.

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Analyse basierend auf dem thermischen Bericht SIA 380/1, erstellt von Perenzia Ingénieurs (Oktober 2023) für den Baugenehmigungsantrag. Das Projekt hat sich seitdem zu einer innovativen Strohtragtechnik entwickelt und bestätigt den Trend zu hoher Energieleistung und Reduzierung des CO2-Fußabdrucks.

Footnotes

1. Minergie — Les standards Minergie 2023 (FR) ; Anwendungsleitfaden zum Minergie- / Minergie-P- / Minergie-A-Standard, Version 2023.1 (PDF) (Deutsch, Referenzdokument zum MKZ, den Anforderungen pro Standard und Lüftung). Unser Vergleich zum Papier (MKZ, Schwellenwerte) und der Rolle der Lüftung für die Zertifizierung basiert auf diesen Quellen, nicht auf einer Messung des realen Minergie-P-Verbrauchs für unseren Standort. ↩

2. KBOB – Ökobilanzdaten im Bauwesen (Schweizerische Eidgenossenschaft). Grundlage für den Vergleich der Emissionen (einschließlich Treibhausgasemissionen) von Materialien über den Lebenszyklus – nützlich für die Kontextualisierung der Auswirkungen von Beton oder industrieller Isolierung in Bezug auf biobasierte Materialien, die in § 4 erwähnt werden. ↩