7.1.1 Projektbeschrieb GEPAMOD
Mit dem Merkblatt (MB) SIA 2040 hat der SIA ein Instrument geschaffen, um den spezifischen Primär-energieverbrauch und THGE von Neubau- und Erneuerungsprojekten mit definierten Zielwerten zu vergleichen. Damit kann die Tauglichkeit zu energiepolitischen Zielsetzungen (Energiestrategie, Kli-mawandel, 2000-Watt-Gesellschaft) überprüft werden. Das MB SIA 2040 hat eine Gültigkeit bis Ende 2014 und der SIA hat eine Überarbeitung beschlossen. Hierbei soll die Anwendbarkeit des Instru-ments von Wohn-, Büro- und Schulgebäude auf weitere Gebäudekategorien ausgedehnt werden. Der Einbezug aller Gebäudekategorien ermöglicht auch eine bessere Überprüfung der Konsistenz zwi-schen spezifizwi-schen Zielwerten pro Gebäude und aggregierten gesamtschweizerizwi-schen energiepoliti-schen Zielsetzungen.
Das GEPAMOD-Projekt greift zwei diesbezüglich wichtige Themen auf, nämlich das Thema der Aus-wirkung von Betrieb, Erstellung und Erneuerung von Gebäuden auf die gesamte Primärenergie und THGE in einer konsistenten Einzelgebäude- und Gebäudeparkbetrachtung und das Thema des Ein-flusses der Nutzungsdauer von Konstruktionen, Materialien, Anlagen und Geräte auf diese Indikato-ren. Damit sollen u. a. Grundlagen für die Überarbeitung der SIA 2040 (Effizienzpfad) und für die Ein-schätzung der Kennwerte von weiteren SIA Normen und Merkblättern (SIA 2024, SIA 380/4), indirekt aber auch für Portfolio-Betrachtungen, Ex-post Analysen- und Energieperspektivenmodelle geschaf-fen werden. Konkret verfolgt das Projekt zwei Hauptziele:
Darstellung der Bedeutung von spezifischen Kenn- und Zielwerten auf Ebene Einzelgebäude im Kontext einer aggregierten Gebäudeparkbetrachtung im Zeitablauf bis 2050. Hierbei sind Kenn-werte gemäss Methodik des SIA Effizienzpfades für bestehende Gebäude und ihre künftige Erneu-erung sowie für künftige Neubauten bzgl. Betriebsenergie und "Erstellungsenergie" so festzulegen, dass für den Gebäudepark der Schweiz als Ganzes die gesamtschweizerischen Ziele der 2000-Watt-Gesellschaft und der Energiestrategie 2050 des Bundes erreicht werden. Damit sollen Grund-lagen für in der Praxis anwendbare Kennwerte im Sinne eines Umsetzungsinstruments geschaffen werden, welche mit den erwähnten Zielen kompatibel sind.
Aufzeigen des Einflusses von Annahmen zur Nutzungsdauer von Konstruktionen, Materialien, An-lagen und Geräten und anderen Einflussfaktoren in Gebäuden in der Schweiz auf den Entwick-lungspfad und auf die Zielwerte im Bereich Primärenergieverbrauch und THGE.
Das Projekt hat zum übergeordneten Ziel, auf Bedürfnisse der potenziellen Nutzniesser des Projekts einzugehen: SIA (Grundlagen für Normen und Merkblätter), KBOB (KBOB-Empfehlungen), Baubran-che/Gebäudewirtschaft (Nutzens eines Lebensdauer-Managements) sowie Bund, Kantone und Ge-meinden (Gebäudeparkmodell als Instrument für Wirkungsanalysen und Energieplanungen).
Im weiteren Verlauf dieses Kapitels 8.1.1. werden die wesentlichen methodischen Schritte und Annah-men kurz eingeführt. Für weitere Details und Erklärungen zum GEPAMOD und dem darin verwende-ten Modellansatz wird auf Jakob et al. (2015) verwiesen.
7.1.2 Endenergie im Verwendungszweck Raumwärme und Warmwasser
Im Fall der Wärmeenergie von Gebäudebestand und Neubau werden Gebäudehüllenerneuerung, Effi-zienzanforderungen (z. B. durch die MuKEn) und Marktanteile bei Neubauten sowie Heizanlagener-satz und -substitution im Gebäudebestand explizit modelliert (ähnlich wie in Wallbaum et al. (2009), jedoch mit einem neuen Repräsentantenansatz, siehe Jakob et al. (2015), Jakob & Nägeli (2015) und Kurzbeschrieb GEPAMOD (im Anhang 7.1.1).
Thermische Nutzenergie
Die thermische Nutzenergie wird im Nutzenergiemodul des Gebäudeparkmodels (GPM) mittels eines Energiebilanzmodells gemäss SIA 380/1 berechnet. Dies erfolgt für sogenannte Gebäuderepräsentan-ten, welche stellvertretend für einen Teil des Gebäudeparks stehen. Diese Gebäuderepräsentanten
7 Anhang Anhang zu Kapitel 2: Methodik
sind im Modell bzgl. energetischer Charakteristika in Abhängigkeit ihres Zustands konkret beschrie-ben. Der Gebäudezustand eines bestimmten Repräsentanten ist hierbei diskret (Bauteil x wärmege-dämmt oder nicht) und nicht ein Mittelwert von mehreren Zuständen. Die sich daraus ergebenden energetischen Charakteristika hängen zum einen von Attributen wie Gebäudekategorie, Bauperiode, geometrischen Verhältnissen und Gebäudenutzung ab, zum anderen von baulichen und gebäude-technischen Massnahmen. Die baulichen Massnahmen hängen im Fall der Neubauten von entspre-chenden gesetzlichen Anforderungen ab (namentlich seitens der MuKEn) und im Fall des Gebäude-bestandes von Gebäudeerneuerungsmassnahmen, welche in der Vergangenheit durchgeführt oder in Zukunft bis 2050 ergriffen werden (Wärmedämmungen, Fensterersatz). Bei den gebäudetechnischen Massnahmen, welche die Wärmeenergie beeinflussen, sind insbesondere die Sanierung von beste-henden Lüftungsanlagen sowie die Installation von zusätzlichen Lüftungsanlagen mit Wärmerückge-winnung zu nennen. Diese Massnahmen verändern den Zustand der erwähnten Gebäuderepräsen-tanten im Zeitablauf und damit deren Bedarf an thermischer Nutzenergie.
Energieträgerwahl und Umwandlungseffizienz
Die Energieträgerwahl wird mittels eines discrete choice (Wahlentscheid) Ansatzes in Abhängigkeit von Gebäudeattributen wie Energieeffizienz, Grösse und Vorlauftemperaturen sowie Heizsystemattri-buten wie Effizienz und Kosten modelliert. Die Wahlwahrscheinlichkeit für ein bestimmtes Heizsystem hängt also auch vom Zustand ab, der durch das vorgelagerte Nutzenergiemodul bestimmt wurde. So ergeben sich die zu installierenden Leistung der Heizanlage und die damit verbundenen Kosten aus dem thermischen Leistungsbedarf pro Gebäuderepräsentant. Zudem hängen die Nutzungsgrade, na-mentlich der WP, von der Vorlauftemperatur ab. Je nach Szenario wird bzgl. der Nutzungsgrade der Heizsysteme von einer unterschiedlich starken Verbesserung ausgegangen. Währendem bei den fos-silen Anlagen die Unterschiede bis ins Jahr 2050 de facto bei Null liegen werden, ist insbesondere bei den WP im Effizienzszenario von höheren Nutzungsgraden (Jahresarbeitszahlen) auszugehen.
7.1.3 Endenergie bei den meisten strombasierten Verwendungszwecken
In einfachen Fällen wird der folgende Ansatz zur Berechnung des Energieverbrauchs einer bestimm-ten gebäudetechnischen Anwendung (z. B. Beleuchtung) angewendet:
Energieverbrauch = Mengengerüst (z. B. m2) * (1)
Treiber des Energiedienstes (z. B. Diffusion in % / Anzahl Leuchtpunkte) * Energiedienste (z. B. lx) * spez. Verbrauch (z. B. in W/lx) *
Volllaststunden (in h pro Jahr)
Für die Berechnung der Effizienzpotenziale im Zeitablauf ist die bereits erfolgte Durchdringung einer Energieeffizienzoption („Massnahme“) zum Startzeitpunkt sowie die zusätzliche Durchdringung bis zum Betrachtungszeitpunkt zu berücksichtigen. Bei vielen Massnahmen werden entweder die instal-lierte Leistung oder die Volllaststunden beeinflusst, bei einigen beide Grössen gleichzeitig. Die Wir-kung einer einzelnen Massnahme hängt demzufolge von den bereits vorgängig durchgeführten Mass-nahmen ab. Dies macht es erforderlich, dass für die Quantifizierung der einzelnen MassMass-nahmen eine Reihenfolge, in der diese Massnahmen ergriffen werden, festgelegt werden muss, damit die Wirkung der einzelnen Massnahmen konsistent aggregiert werden kann.
7.1.4 Mengengerüst
Tabelle 39 Zuordnung von Sub-Sektoren (Branchen) und Sub-Sub-Sektoren zu den Gebäudekate-gorien des SIA 380/1.
Sektor Sub-Sektor Sub-Sub-Sektor Gebäudekategorie
SIA
Haushalte EFH EFH II
MFH MFH I.1
Zweitwohnungen I.1
Dienstleistungen Grosshandel Lebensmittel X
Nicht-Lebensmittel X
Detailhandel Food, grosser Laden oder Einkaufszentrum
V.1
Food, Fachgeschäft klein V.2 Non-Food, grosser Laden oder
Einkaufszentrum
V.3
Non-Food, Fachgeschäft klein V.4
Verkehr Poststellen III
Postverteilzentren X
Restlicher Verkehr IX
IKT IKT III
Beherbergung Hotels I.2
Ferienunterkünfte I.3
Gastronomie Restaurants und Bars VI
Caterer VI
Finanzwesen Finanzwesen III
öffentl. Verwaltung Öffentliche Verwaltung III
Schulen Volksschulen und Gymnasien IV.1
Sonstige Unterricht IV.2
Hochschulen IV.3
Gesundheitswesen Arztpraxen VIII.2
Sonstige Gesundheitswesen III
Sozialwesen III
Heime Altersheime und stationäre psycho-soziale Betreuung
VIII.3
Unternehmens-dienstleistungen
Unternehmensdienstleistungen III Andere
Dienstleis-tungen
Bibliotheken, Museen, botanische und zoologische Gärten
VII Restliche andere Dienstleistungen III Persönliche andere Dienstleistungen III Landwirtschaft Landwirtschaft Landwirtschaft
Industrie Nahrungsmittel Nahrungsmittel IX
Textil und Leder Textil und Leder IX
Papier und Druck Papier und Druck IX
7 Anhang Anhang zu Kapitel 3: Gebäudetechnikmassnahmen
Sektor Sub-Sektor Sub-Sub-Sektor Gebäudekategorie
SIA Chemie und
Pharma
Chemie und Pharma IX
Zement und Beton Zement und Beton IX
Metalle und Mine-ralien
Metalle und Mineralien IX Geräte und
Ma-schinen
Geräte und Maschinen IX
Andere Industrie-zweige
Andere Industriezweige IX
Bau Bau IX
Energie Energie IX