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Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 11 Expertentreffen Ostrava 2011 Präsentation Christian Eboke Dipl.– Ing. Arch. FH / TU Energieberater (BAFA)

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1 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 11 Expertentreffen Ostrava 2011 Präsentation Christian Eboke Dipl.– Ing. Arch. FH / TU Energieberater (BAFA)

2 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 22 Gliederung - Übersicht Tätigkeitschwerpunkte FH Frankfurt Nationales Zentrum für Energieeffizienz Potentiale Teschchien Erneuerbare Energie, thermische Solarenergie Energieeffizienz in Gebäuden, Bestand I Slowakisch – Österr. Energiepartnerschaft, Bestand II Ansatzpunkte, Hausverwaltung, Sanierungsmaßnahmen, etc.

3 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 33 Tätigkeitsstationen Freier Mitarbeiter u. a. EARM in Frankfurt/M. Lehrauftrag FH- Frankfurt: Fachgebiet Zukunftssicher Bauen Energieberatung und Gebäudesanierung Energieausweise: Wohn- und Nichtwohngebäude Realisierung von Projekten im Hochbau und Energieberatung Energie- und Unweltbeauftragter der Stadt Babenhausen Z.Zt. Energieberatung für die UNDP in Kasachstan

4 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 44 FH- Frankfurt am Main FB 1 Architektur, Bauning., Geomatik Master, Bachelor) ZUSIBA, Landmanagement Neu FB 2: Energieeffizienz und Erneuerbare Energien (Bachelor) FB 2:Elektrotechnik: PV- Anlagen FB 2: ÖKO Verfahrenstechnik

5 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 55 FH- Frankfurt am Main Geomatik, Landmanagement (Fr. Prof.. Klärle): Solarkataster, Potential Analyse über alle EE in Kommunen Rechner dazu im Internet unter : Erneuerbare.com ZUSIBA Zunftssicher Bauen seit Som.Sem. 2009: Bauökologie, Ressourc. Optimiertes Bauen, Bionik, Gebäudetechnologie, Bauen für extreme Natureinwirkung, Ökonomie, Planungsrecht, Projekt Hochbau (Projektarbeit, Betreuung von Masterarbeiten)

6 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 66 FH- Frankfurt am Main Projekt Hochbau: Energetische Nachweise von Neubauten: Passivhausnachweis mit dem PHPP Nichtwohngebäude, Büros, etc. nach DIN V18599, geplant dynamische Gebäude Simulation (Programm IDA ICE) Sanierung: Sanierung nach DIN 4108 PHPP, geplant dynamische Gebäude Simulation Sanierung von Nichtwohngebäude, Büros, etc. nach DIN V18599 geplant dynamische Gebäude Simulation (Programm IDA ICE) Betreuung von Masterarbeiten: Vakuumisolierung (VIP Dämmung) und Innendämmung bei denkmalschützten Gebäuden, Gebäudesanierung eines Lagergebäudes nach DIN V 18599, Aktuell: Passivhaussanierung Mehrfamilienhaus: Solarhaus, Nahwärme, vorfabrizierte Fassadenelement,...

7 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 1. Kasachstan

8 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz

9 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Das Kasachische Ministerium für Industrie und neue Technologien hat zusammen mit dem UNDP die Entwicklung des Nationalen Zentrums für Energieeffizienz initiiert. Es ist Teil der UNDP / GEF Projekte Energy efficiency in municipal heating und Energy efficient design and construction of residential buildings. Es soll als Sammelstelle von EE-Initiativen in Kasachstan dienen und beherbergt neben einem Bürokomplex von etwa m² einen Ausstellungsbereich von etwa m². Der Name des Projektes ist zugleich Verpflichtung, bei Planung und Bau des Projektes sollen innovative energieeffiziente Konzepte und Technologien zur Anwendung kommen. Das Projekt dient als Pilotprojekt, nach seiner Fertigstellung sind 3 weitere Zentren in anderen Regionen Kasachstans angedacht. Der Auftrag besteht u. a. in der Analyse und Optimierung von Konzeption und Planung, mit dem Ziel, ein möglichst energieeffizientes Gebäude zu erhalten.

10 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Gebäudeform, Gebäudehülle, Ausrichtung

11 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Gebäudeform, Gebäudehülle, Ausrichtung

12 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Ebene 01 vorher

13 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Ebene 01 nachher

14 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Ebene 02 vorher

15 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Ebene 02 nachher

16 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Ebene 03 vorher

17 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Ebene 03 nachher

18 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Schnitt vorher

19 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Schnitt nachher

20 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz natürliche Belichtung Bürogebäude Bleichstraße Erstes vom Passivhausinstitut zertifiziertes Bürogebäude in Frankfurt. Bauherr: Stiftung Waisenhaus Architekten: B+V Architekten

21 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 21 Slowakisch – Österr. Energiepartnerschaft Wohnbestand II Professionelle Hausverwaltung als Schlüsselmaßnahme zur thermischen Sanierung Projektbeteiligte: In 2006 wurde zwischen der slowakischen Energieagentur, österreichischen Bauträgern und dem IIBW (Institut für Immobilien, Bauen und Wohnen GmbH) zwei Werkverträge (Energiepartnerschaft) geschlossen mit dem Schwerpunkt der Plattenbausanierung. Anreiz für die Sanierung von Plattenbauten : große Anzahl an seriell gefertigten Gebäuden in Schlechtem baulichen Zustand mit serieller Strategie zu sanieren. Jedoch Probleme u.a. in rechtlicher, technischer, organisatorischer, finanzieller Hinsicht

22 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 22 Slowakisch – Österr. Energiepartnerschaft Wohnbestand II Das Thema der Plattenbausanierung wurde von den Projektbeteiligten eingegrenzt und konkretisieret. In einen darauffolgenden Workshop wurde der oft fehlenden Hausverwaltung eine Schlüsselrolle heraus- gearbeitet. Slowakei, Wohnungsbestand, Situation: Im EU- Vergleich einen unterdurchschnittlichen Wohnungsbestand. Ca. 350 Wohnungen je Einwohner. Deutlich weniger als in der Tschechischen Republik und um 1/3 weniger als im EU- Schnitt. Seit der Wiederveinigung von Ost- und Westeuropa ist der Bestand zu einem Drittel privatisiert worden (höchster Anteil der MOE Länder). Über die Hälfte des Wohnungsbestandes sind Mehrwohnungsbauten.

23 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 23 Slowakisch – Österr. Energiepartnerschaft Wohnbestand II Die Slowaken geben 1/6 ihrer Haushaltsausgaben für Energie aus. Das ist aufgrund des geringeren Einkommens aber gleichen Energiepreisen ca. dreimal so hoch wie im EU- Durchschnitt. Trotz großer Bemühungen ist die Sanierungsquote in der Slowakei wie im EU- Schnitt recht bescheiden. Großes Problem ist durch den verhältnismäßig großen Anteil an Wohnungs-Eigentümern eine Einstimmigkeit bei der Sanierungsentscheidung zu finden. Als Entscheidungshemmnis kann auch das oftmals geringe Einkommen der Wohnungs-Eigentümern betrachtet werden.

24 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 24 Slowakisch – Österr. Energiepartnerschaft Schlüsselrolle Hausverwaltung Großes Manko im Wohnungsbestand ist neben der baulichen Mängel das vielerorts fehlende professionelle Hausverwaltung. Die Professionalisierung der Hausverwaltung ist ein erster Zwischenschrittt zur umfangreichen energetischen Sanierung. Vorteile einer professionellen Hausverwaltung: Heranführen bzw. Gewöhnen der Eigentümer bzw. Mieter an die regelmäßigen Zahlungen der Bewirtschaftungskosten. Professionelle Hausverwaltungen organisieren begleiten Sanierungsmaßnahmen und regel auch mit der Eigentümergemeinschaft die Finanzierung. Jahrelange Zahlungsdiziplin und einrichten eines Sanierungsfonds ermöglichen eine Finanzierung einer umfassenderen Sanierung über ein Bankdarlehen. - Wohnungseigentum bedeutet Rechten und Pflichten. Die professionelle Hausverwaltung hilft dabei.

25 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 25 Ansatzpunkte In einem Seminar wurden folgende Ansatzpunkte definiert: -Erhöhung der Kosten für den gesetzliche Verpflichtung eines Reperaturfonds von 50 /ct/m². -Auflegen von Contracting Modelle sind wegen der hohen Heizkosten sinnvoll. -Steigerung des Anteils an Eigentümergemeinschaften durch gesetzlichen Beschluss.

26 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 26 Sanierungsmaßnahmen im Wohnungsbau Neue Fenster, Dämmung der Außenwände und obere Geschoßdecke bzw. des Dachs, (ca. 70 % der Kosten) Anlagentechnik: Hydraulischer Abgleich, Einbau von Effizienzpumpe, Installation von Messgeräten zur Erfassung der Wärmeabgabe, Durch Informationsveranstaltung Schulung der Bewohner in ihrem Nutzerverhalten, Ca. 30 % Einsparung möglich.

27 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 27 Ausblick Entwickeln eines (studentischen) Pilotprojektes (Wohnungsbau) unter EU-Förderung, mögliche Unterthemen: - Prof. Hausverwaltung, - Finanzierung, Contracting Modelle - Dabei Überprüfung der Nahwärmeversorgung (BhKW) in Hinblick auf Biomasse, Abfall, KWK, etc. ….. Mögliches Sanierungsziel Passivhaus

28 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke 28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

29 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Bearbeitungsziel Passivhaus Definiton: Heizwärmebedarf maximal 15 kWh/m²a Primärenergiebedarf maximal 120 kWh/m²a Überhitzungshäufigkeit unter 5 % (Temperaturen über 25 °C) Datengrundlage: Bruttofläche: m² Geschosse: 3 Stockwerke (Sockel), 9 Stockwerke (Hochhaus) Energiebezugsfläche: m² = Nettogrundfläche A/V: 0,26 Volumen: m³ Innentemperatur: 20°C Referenzklima: Astana Nachweis: Passivhausprojektierungspaket (PHPP) Wärmeschutz: Außenwand: U = 0,106 W/m²k, [D = 32 cm, WLG 0,035 W [mk], Beton = 15 cm] Dach: U = 0,136 W/m²k, [D = 25 cm, WLG 0,035 W [mk], Beton = 18 cm] Bodenplatte: U = 0,130 W/m²k, [D = 25 cm, WLG 0,035 W [mk], Beton = 18 cm] Transparente Bauteile (Fenster, Oberlichter): U = 0,47 W/m²k, g-Wert: 0,72

30 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Wärmebrücken: Ausführung der relevanten baukonstruktiven Details (z. B. Auskragungen) mit einem Wärmebrückenfaktor von weniger als W/mK (Wärmebrückennachweis über Thermografie) Verbesserung des A/V Verhältnisses (Hüllfläche / Gebäudevolumen) durch Verglasung des offenen Bereiches in Ebene 01 (Beheizter Bereich) Wärmegewinne: Passive Nutzung der Solarstrahlen über die Verglasung g-Werte = 0.72 Interne Wärmegewinne 3,5 W/m² (Bürogebäude) Speichermassen aus Beton, unbekleidete Decken Sommerlicher Wärmeschutz: Fensterflächenanteil max. 40 % der Innenwandfläche Interner und externer Sonnenschutz Interner Sonnenschutz möglich durch Nachtauskühlung und Querlüftung des Gebäudes (öffenbare Fenster, Atrium) Ohne Querlüftung und Nachtlüftung Gefahr der Überhitzungshäufigkeit größer als 5 % Pflanzen in der Zwischenzone in Ebene 01 (Verdunstungskühlung) ggf. Seewassernutzung (Wärmepumpe, Verdunstungskühlung) Speichermassenutzung, unbekleidete Decken und Wände

31 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz

32 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz

33 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz

34 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Mechanische Lüftung: Minimierung der Lüftungswärmeverluste durch luftdichte Gebäudehülle Luftwechselrate: min. 0,3 1/h, Volumenstrom m³/h Lüftungsanlage mit Zu- und Abluft und Grad der Wärmerückgewinnung > 70 % Luftwechsel bei Drucktest n50, 1/h Wert = 0.60 (Blower-Door-Test) Luftvorwärmung-Kühlung über Erdkanal Übergangszeit (April bis Oktober): Manuelles Lüften über die Fenster möglich Betonkernaktivierung mit Luft Tageslicht: Verbesserung des Tageslichteinfalls im Sockelgebäude durch das Öffnen des Daches (Atrium) Öffnen der Wände um den Veranstaltungs- und Ausstellungsbereich und im Mezzanin Geschoßhohe Fenster mit Lichtlenkelementen im oberen Bereich der Fenster, Wegfall des Sturzes Weiß gestrichene, gerichtete Decke Öffenbare Oberlichter in den Trennwänden der Bürogeschoße (Unterstützung der Nachtlüftung) Trennwände aus Milchglas Geschoßdecke im Mezzanin aus lichtstreuendem, begehbaren Glas, Oberlichter in der Flurzone in Ebene 03 des Sockelgebäudes

35 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Effiziente Stromnutzung / Energiemanagement: Reduktion des Stromverbrauchs durch bessere Tageslichtnutzung Einsatz von LED Beleuchtung Verwendung von MSR-Technik (z.B. smart meter, Präsenzmelder) Effiziente Anlagentechnik (Drehzahlgesteuerte Pumpen, Ventilatoren, etc.) Stromsparende Bürotechnik, z. B. TFT Bildschirme, Notebooks, etc. Schulung der Mitarbeiter in energieeffizientem Verhalten Energiecontrolling: stetige, systematische Beobachtung des Energieverbrauchs im Gebäudebetrieb zur weiteren Verbrauchsreduzierung a) Energieverbrauchsdaten: wie Objekt- und Nutzerdaten, Verbrauchsdaten, Kosten, etc., b) Betriebsdaten: wie Anlagendaten, Störungsmeldung Automatische, softwaregestützte Datenaufnahme ist einer manuellen Aufnahme vorziehen (Personalaufwand). Die Datenübertragung erfolgt durch spezielle Verbrauchszähler per Ferndatenübertragung an einen zentralen Rechner

36 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Ergebnisse Heizwärme und Primärenergiebedarf (nach PHPP): Zur Erzeugung des Restwärmebedarfs wurden vier Optionen untersucht. In allen Optionen wurden die gleiche hochwärmedämmende Gebäudehülle, mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung, Erdkanal, Nachtauskühlung und Bauteilaktivierung gewählt. 1.Option 01 - Holz-Pelletkessel 2.Option % Erdwärmepumpe, 20% Fernwärme (ohne KWK) 3.Option 03 - Fernwärme ohne KWK 4.Option 04 - Fernwärme mit KWK (35 bzw. 70 %) Der maximale Heizwärmebedarf von 15 kWh / m² a wird bei allen Optionen eingehalten, ebenso wird die Überhitzungshäufigkeit von max. 5% nicht überschritten. Die Wahl der Anlagentechnik zur Abdeckung des Restheizwärmebedarfs hat einen wesentlichen Einfluss auf den Primärenergiebedarf: 1.Option ,1 kWh / m² a (= 76,92 KJ/m²a Kd) 2.Option ,0 kWh / m² a (= 104,4 KJ/m²a Kd) 3.Option ,1 kWh / m² a (= 124,9 KJ/m²a Kd) 4Option % KWK: 93,4 kWh / m² a (= 112,8 KJ/m²a Kd) 70 % KWK 85,4 kWh / m² a (= 102,5 KJ/m²a Kd) Der niedrigste Primärenergiebedarf wird aufgrund des niedrigen Primärenergiefaktors von 0,2 (für Holz) bei der Verwendung eines Holz-Pelletkessels erreicht.

37 Dipl.-Ing. Arch. Christian Eboke Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan 3. Nationales Zentrum für Energieeffizienz Photovoltaik: In der Fassade auf ca. 200 m² angeordneten Photovoltaikelemente werden zur Stromerzeugung verwendet und erzeugen ca kWh / a. Das entspricht 66,1 kWh / m² a und spart etwa 14,2 kg / m² a an CO 2 Ausstoß ein. Der CO 2 Ausstoß des Gebäudes liegt bei 16,0 kg / m² a, aus der Differenz ergibt sich effektiv ein jährlicher CO 2 Ausstoß von 1,8 kg / m² a (oder absolut von 13,62 t / a) für das Bauwerk. Ausblick: Überprüfung der Ergebnisse mit Hilfe der dynamischen Gebäudesimulation in Hinblick auf: a)Verteilung des Tagelichtes in den Räumen unter Berücksichtigung der elektrischen Beleuchtung b)Einhaltung des sommerlichen Wärmeschutzes bzw. Wirksamkeit des innenliegenden Sonnenschutzes c)Genauere Betrachtung der verglasten Pufferzone in Ebene 01 d)Bauteilaktivierung und Nachtauskühlung e)Optimierung des CO 2 Ausstoßes mit dem Ziel eines Zero-Emission-Building f)Seewassernutzung, Nachhaltigkeit (DGNB, LEED) Gebäude nach Passivhausbauweise lassen sich bei entsprechend sorgfältiger Planung wohl überall auf der Welt realisieren.


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