Expertentreffen Ostrava 2011

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

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. 2 2

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 3 3

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 4 4

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) 5 5

FH- Frankfurt am Main 6 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 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, ... 6 6

Nationales Zentrum für Energieeffizienz in Astana, Kasachstan

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.

Gebäudeform, Gebäudehülle, Ausrichtung

Ebene 01 vorher

Ebene 01 nachher

Ebene 02 vorher

Ebene 02 nachher

Ebene 03 vorher

Ebene 03 nachher

Schnitt vorher

Schnitt nachher

natürliche Belichtung Bürogebäude Bleichstraße Erstes vom Passivhausinstitut zertifiziertes Bürogebäude in Frankfurt. Bauherr: Stiftung Waisenhaus Architekten: B+V Architekten

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 21 21

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. 22 22

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. 23 23

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. 24 24

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. 25 25

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. 26 26

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“ 27 27

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
28 28

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

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

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

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

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) 4 Option % 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.

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 CO2 Ausstoß ein. Der CO2 Ausstoß des Gebäudes liegt bei 16,0 kg / m² a, aus der Differenz ergibt sich effektiv ein jährlicher CO2 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: Verteilung des Tagelichtes in den Räumen unter Berücksichtigung der elektrischen Beleuchtung Einhaltung des sommerlichen Wärmeschutzes bzw. Wirksamkeit des innenliegenden Sonnenschutzes Genauere Betrachtung der verglasten „Pufferzone“ in Ebene 01 Bauteilaktivierung und Nachtauskühlung Optimierung des CO2 Ausstoßes mit dem Ziel eines „Zero-Emission-Building“ Seewassernutzung, Nachhaltigkeit (DGNB, LEED) Gebäude nach Passivhausbauweise lassen sich bei entsprechend sorgfältiger Planung wohl überall auf der Welt realisieren.

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