5.1 Winter-Bedingung zur Definition des Wärmeschutzniveaus
5.1.3 Einfluss des Wärmeschutzes auf die Wirtschaftlichkeit
· die Dämmung von Außenwand, Dach und Kellerdecke,
· die hochwertigen Passivhausfenster
erforderlich. Gleichzeitig ergeben sich jedoch Einsparungen bei
· Wartungskosten und
· Heizenergiekosten.
Zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit werden diese Größen quantitativ bewertet und entsprechend dem Vorgehen in Abschnitt 4.4 der Kapitalwert für unterschiedliche Werte des Wärmeschutzes bestimmt. Durchgeführt wird eine Mehrertragsrechnung gegenüber der Variante „Standard-Bürogebäude“. Den Berechnungen liegen folgende Annahmen zugrunde (siehe auch Anhang A-9).
Mehrkosten für Fenster sowie Dämmung von Außenwand, Dach und Kellerdecke,
Fenster 175 EUR/m²BTF
Kosten je zusätzlichem cm Dämmstoff Außenwand 1,55 EUR/m²BTF
Dach 0,95 EUR/m²BTF Kellerdecke 2,5 EUR/m²BTF Investitionskosten
Heizungsanlage
Wärmeerzeuger: 125 EUR/kW Heizkörper und Verteilung: 500 EUR/kW
Anteil Heizkörper an Nennleistung Wärmeerzeuger: 50 % Wartungskosten 2,5 % der Investitionskosten pro Jahr
Heizenergiekosten Heizenergiebedarf über stationäre Bilanzverfahren [PHPP 1998]
Gaspreis im ersten Jahr: 0,024 EUR/kWh Gaspreissteigerung: 2 % pro Jahr
Tab. 5-1: Kostenannahmen für die Wirtschaftlichkeitsrechnung
Wärmerückgewinnung und Erdreichwärmetauscher beeinflussen den U-Wert der Gebäudehülle nicht. Um Sprünge in der Kurve zu vermeiden, wird davon ausgegangen, dass bereits die Variante „Standard-Bürogebäude“ mit beiden Komponenten ausgerüstet ist. In der Mehr-ertragsrechnung werden damit weder die Investitionskosten noch die Energieeinsparung dieser Komponenten berücksichtigt.
Abb. 5-7 zeigt die Kapitalwerte, die sich unter diesen Randbedingungen für einen verbesserten winterlichen Wärmeschutz des Beispielgebäudes ergeben. Während die Dämmstoffdicken kontinuierlich erhöht werden, sind getrennte Kurven für den Fall des
· „konventionellen“ Fensters (UF = 1,4 W/(m²K)) mit 2fach Wärmeschutzverglasung und Rahmengruppe 1 und
· des „Passivhausfensters“ (UF=0,78 W/(m²K)) mit 3fach Wärmeschutzverglasung und hochwärmegedämmten Rahmen
aufgeführt.
-350.000 -300.000 -250.000 -200.000 -150.000 -100.000 -50.000 0 50.000
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
mittlerer Wärmedurchgangskoeffizient der Gebäudehülle Uges in W/(m²K)
Kapitalwert in EUR Randbedingungen:
Betrachtungszeitraum 30 Jahre Kapitalzins: 6 % p.a.
allgemeine Teuerung: 2 % p.a.
Gaspreissteigerung: 2 % p.a.
Gaspreis im 1. Jahr: 0,024 EUR/kWh
Verzicht auf Heizkörper und Wärmeverteilung
Passivhausfenster UF = 0,78 W/(m²K)
"konventionelle" Fenster UF=1,4 W/(m²K)
Abb. 5-7: Kapitalwert bei unterschiedlichem Wärmeschutz mit „konventionellen“ und Passivhausfenstern (Mehrertragsrechnung gegenüber Variante „Standard-Büro-gebäude“) [Wirtschaftlichkeit Dämmung 2-fach 3-fach.xls]
Positive Kapitalwerte werden unter den hier angenommenen Randbedingungen nur für den Fall des „konventionellen“ Fensters und U-Werten der Gebäudehülle über Uges ³ 0,43 W/(m²K) erzielt. Wird Uges weiter reduziert - d. h. der Wärmeschutz erhöht - kann eine ausreichende Verzinsung des eingesetzten Kapitals über die Einsparung an Heizenergie und Wartung nicht mehr erreicht werden und der Kapitalwert wird negativ.
Der Schnittpunkt der beiden Kurven liegt bei Uges=0,37 W/(m²K). Für diesen Punkt sind die Kapitalwerte beider Kurven gleich, d. h. es ist aus betriebswirtschaftlicher Sicht egal, ob Uges mit konventionellen Fenstern und Dämmstoffdicken von ca. 45 cm oder mit Passivhausfenstern und Dämmstoffdicken von ca. 15 cm erreicht wird. Niedrigere Werte für Uges werden aus betriebswirtschaftlicher Sicht günstiger mit Passivhausfenstern und den geringeren Dämmstoffdicken erreicht. Dies belegt der höhere Kapitalwert dieser Kurve. Eine Reduktion des U-Wertes führt jedoch auch bei dieser Kurve zunächst zu einer weiteren Verringerung des Kapitalwertes. Bei Uges = 0,31 (W/(m²K) kann bei dem hier betrachteten Beispielgebäude auf ein separates Heizsystem - d.h. auf Heizkörper und Wärmeverteilleitungen - verzichtet werden.
Hierdurch ergibt sich ein sprunghafter Anstieg des Kapitalwerts und es tritt das Maximum der Kurve für Passivhausfenster auf.
Es wird deutlich, dass bei dem Einsatz von Passivhausfenstern die Kapitalwerte unabhängig von Uges alle negativ, die Investitionen somit unwirtschaftlich sind. Dies ist auf die derzeit noch hohen Mehrkosten für die Passivhausfenster und die angenommene geringe Energiepreissteigerung von 2 % pro Jahr zurückzuführen. Der Einfluss dieser beiden Annahmen wird im Weiteren dargestellt.
2 % pro Jahr ausgegangen. Mittel- bis langfristig ist jedoch mit einem realen Anstieg des Energiepreises zu rechnen. Abb. 5-8 zeigt den Einfluss der Energiepreissteigerung auf den Verlauf der Kapitalwerte bei Verwendung von Passivhausfenstern.
-350.000 -300.000 -250.000 -200.000 -150.000 -100.000 -50.000 0 50.000
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
mittlerer Wärmedurchgangskoeffizient der Gebäudehülle Uges in W/(m²K)
Kapitalwert in EUR
Randbedingungen:
Betrachtungszeitraum: 30 Jahre Kapitalzins: 6 % p.a.
allgemeine Teuerung: 2 % p.a.
Gaspreissteigerung: 2 % / 8,5 % p.a.
Gaspreis im 1. Jahr: 0,024 EUR/kWh In allen Varianten enthalten:
3-fach Wärmeschutzverglasung und hochgedämmte Fensterrahmen;
UF = 0,78 W/(m²K)
Mehrkosten: 175 EUR je m² Fensterfläche
Energiepreissteigerung 2 % p.a.
Energiepreissteigerung 8,5 % p.a.
Abb. 5-8: Kapitalwert in Abhängigkeit vom Wärmeschutz für zwei Annahmen zur Energie-preissteigerung (Mehrertragsrechnung gegenüber Variante „Standard-Bürogebäude“) [Wirtschaftlichkeit Dämmung 350DM 2-8,5%.xls]
Es wird deutlich, dass die Annahmen zur Energiepreissteigerung den Kurvenverlauf entscheidend beeinflussen. Wird von einer Energiepreissteigerung von 8,5 % pro Jahr über die nächsten 30 Jahre ausgegangen, stellt sich die ökonomische Situation deutlich günstiger dar.
Auch hier tritt das Optimum der Kurve bei dem Verzicht auf Heizkörper und Verteilleitungen auf.
Der Kapitalwert wird an diesem Punkt positiv, die Rentabilität damit erreicht.
Die Mehrkosten für Passivhausfenster sind wegen der geringen Stückzahlen derzeit noch vergleichsweise hoch. Bei Fortsetzung der positiven Entwicklung im Bereich der Passivhäuser kann mit einer stärkeren Marktdurchdringung und damit abnehmenden Mehrkosten gegenüber konventionellen Fenstern gerechnet werden. Abb. 5-9 zeigt die Veränderung der Kapitalwerte für den Fall, dass die Mehrkosten für die Passivhausfenster von 175 auf 50 EUR pro m² Fensterfläche sinken, wobei die Energiepreissteigerung mit dem niedrigen Wert von 2 % pro Jahr angesetzt wird.
-350.000 -300.000 -250.000 -200.000 -150.000 -100.000 -50.000 0 50.000
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
mittlerer Wärmedurchgangskoeffizient der Gebäudehülle Uges in W/(m²K)
Kapitalwert in EUR
Randbedingungen:
Betrachtungszeitraum: 30 Jahre Kapitalzins: 6 % p.a.
allgemeine Teuerung: 2 % p.a.
Gaspreissteigerung: 2 % p.a.
Gaspreis im 1. Jahr: 0,024 EUR/kWh
Mehrkosten Passivhausfenster 50 EUR/m²BTF
Mehrkosten Passivhausfenster 175 EUR/m²BTF
Abb. 5-9: Kapitalwert in Abhängigkeit vom Wärmeschutz für zwei Annahmen zu den Mehrkosten der Passivhausfenster
Die Mehrkosten für die Fenster haben deutlichen Einfluss auf den Kapitalwert. Sinken diese auf 50 EUR pro m² Fensterfläche, wird selbst bei der hier angenommenen geringen Energiepreissteigerung von 2 % pro Jahr die Wirtschaftlichkeit erreicht. Der maximale Kapital-wert liegt dabei über dem Maximum bei konventionellen Fenstern (Abb. 5-7). Damit stellt diese Variante das wirtschaftliche Optimum dar.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz von Passivhausfenstern wegen der derzeit noch hohen Mehrkosten nicht wirtschaftlich ist. Sowohl eine stärkere Energiepreis-steigerung als auch eine Kostenreduktion bei den Passivhausfenstern beeinflussen die Rentabilität jedoch positiv. Die Zukunft wird sich voraussichtlich als eine Kombination dieser beiden Effekte darstellen, so dass der Einbau von Passivhausfenstern in einem ökonomisch vertretbaren Rahmen liegen kann.
In dieser Arbeit werden Realisierungsmöglichkeiten für energieeffiziente Bürogebäude untersucht. Aus Abb. 5-7 wird deutlich, dass zur Realisierung geringer U-Werte Passivhaus-fenster erforderlich sind. Aus dem Grund wird für die weiteren Betrachtungen der Einsatz von Passivhausfenstern vorausgesetzt. In dem Fall tritt das Optimum des Kapitalwertes beim Verzicht auf Heizkörper und die entsprechenden Wärmeverteilleitungen auf.