Uponor Kongress 2012
e n e r g e t i s c h e s a n i e r u n g 3 . 0
Uponor Kongress
2012
n e t z w e r k e l e b e n
ko n g r e s s b e i t r ä g e
Uponor Kongress 2012
e n e r g e t i s c h e s a n i e r u n g 3 . 0
Für alle beteiligten und Freunde unseres hauses
Veranstalter
Uponor Central Europe Uponor GmbH Postfach 1641 97433 hassfurt germany
T +49 (0) 9521 690-0 F +49 (0) 9521 690-540 W www.uponor.com E academy@uponor.com Gesamtherstellung designverign gmbh, Düsseldorf www.designverign.de
nachdruck, auch auszugsweise, nur mit schriftlicher genehmigung des herausgebers bzw. Verfassers des beitrages.
Der inhalt der einzelnen beiträge entspricht nicht unbedingt der technischen auffassung des kongress-Veranstalters.
Inhalt
Vorwort ...9 interview mit hermann scherer
Plädoyer für Probleme „Ihr seid blind“ ...13 Jens Pfafferott und Florian kagerer
Erfolgsfaktoren in der energetischen Gebäudesanierung:
Optimale Abstimmung zwischen Bauphysik und innovativer Anlagentechnik. ...17 hans erhorn
Die Bedeutung der Gebäude bei der Energiewende ...29 andreas lücke
Politische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen für Gebäudesanierung:
Entwicklungen und Perspektiven des Heizungsmarktes ...35 Dr.-ing. Michael günther
Nachhaltigkeitszertifikate und Lebenszykluskostenanalyse –
Vorteile für geothermische Wärmepumpenanlagen? ...39 Index der bisherigen Referenten ...69
Das thema ist hochaktuell und brisant. Mit vielen exper- tenmeinungen und ebenso vielen gerüchten. es geht um die energetische gebäudesanierung. gefördert von der Politik, mehr oder weniger genutzt von der wirtschaft, geplant von vielen eigentümern älterer gebäude.
Der 34. uponor kongress war die richtige Plattform für das komplexe thema.
hier konnte man mit anderen hochkarätigen teilnehmern, ausgewählten experten, prominenten referenten und Meinungsmachern diskutieren. zum beispiel über die schnittpunkte zwischen anlagentechnik und gebäude- dämmung. gemeinsam analysierte man den eigentlichen sinn und zweck energetischer renovation und deren wirtschaftlichkeit.
auf dem arlberg wurden die wichtigen Fragen gestellt – und beantwortet:
welche chancen und risiken werden für den Markt der energetischen sanierung zu erwarten sein?
unter welchen politischen und ökologischen rahmen- bedingungen muss energetische sanierung stattfinden?
welche rolle spielen die gesetzlichen Vorgaben (eneV)?
in welcher höhe sind Fördermittel zu erwarten?
unternehmen müssen in diesem themenfeld heute zu- hause sein, um in dem dynamischen Marktumfeld zu bestehen.
Der besuch beim 34. uponor kongress fand statt in gewohnt ansprechender atmosphäre und fachlich exzel- lentem umfeld. Die teilnehmer nutzten die europaweit unvergleichliche persönliche Plattform für branchenglei- chen und interdisziplinären erfahrungsaustausch. sie konnten ihr bestehendes netzwerk beleben und neue Verbindungen zu experten ihrer branche knüpfen.
Energetische Sanierung 3.0
Die Zukunft energetischer Gebäudesanierung – im Spannungsfeld zwischen Politik,
Ökonomie und Ökologie
Georg Goldbach
„ihr seid blind!“, ruft der businessexperte hermann sche- rer mittelständischen unternehmern zu. Der top-referent des 34. uponor-kongresses meint mit dieser provokanten aussage, dass die meisten Menschen und unternehmen chancen nicht erkennen und deshalb im Mittelmaß stecken.
ich bin mir sicher, für die teilnehmer des diesjährigen branchentreffens auf dem arlberg gilt das nicht. Denn hier wird seit mittlerweile 34 Jahren ein ganz wertvolles gut gehandelt: unternehmerische Perspektiven!
es war dennoch gut, dass hermann scherer die Problematik des „chancen erkennens“ angesprochen hat. schließlich drehte sich eine woche lang alles um ein thema, bei dem die chancen nicht so klar auf der hand liegen: die zukunft energetischer gebäudesanierung.
was wir in unserem kongress-Motto mit dem „span- nungsfeld zwischen Politik, Ökonomie und Ökologie“ for- muliert haben, bedeutet ja ganz konkret: welche wirt- schaftlichen Perspektiven kann man wie realisieren, wenn die politischen und ökonomischen rahmenbedingungen schwierig sind – und sich immer wieder ändern?
hochkarätige referenten haben den teilnehmern lösungs- wege skizziert, auf sackgassen hingewiesen, indem sie das kongressthema aus unterschiedlichen blickwinkeln analysiert haben.
Dabei ging es um die erfolgsfaktoren in der energetischen gebäudesanierung. um die bedeutung der gebäude bei der energiewende. um politische und wirtschaftliche rahmenbedingungen – und hier vor allem um die ent- wicklungen und Perspektiven des heizungsmarktes.
schließlich wurden die Vorteile geothermischer wärme- pumpenanlagen erörtert und im kundenworkshop über Deckenkühlsysteme im gewerbebau diskutiert.
rund um die Fachbeiträge, die workshop-tage und die Podiumsdiskussion konnten die teilnehmer wieder netz- werke bilden und beleben.
Mit dieser kombination aus Fachwissen und netzwerkbil- dung war der uponor-kongress sicher auch in seinem 34.
Jahr eine gelungene Veranstaltung.
uponor bedankt sich bei allen referenten und teilnehmern für ihre hervorragenden beiträge und inspirierenden Dis- kussionen in Vorträgen und workshops. bei dem team des arlberg-hospiz bedanken wir uns für den wieder gelunge- nen rahmen.
Vorwort
Hermann Scherer
wirtschaftsexperte und buchautor Jens Pfafferott
hochschule offenburg Florian Kagerer Fraunhofer ise Hans Erhorn
Fraunhoferinstitut für bauphysik (ibP) stuttgart, abteilungsleiter wärmetechnik
Andreas Lücke
hauptgeschäftsführer des bDh Dr.-Ing. Michael Günther uponor gmbh, haßfurt
Referenten
Ihr seid blind
Plädoyer für Probleme
Herr Scherer, wir suchen nicht erst seit Finanzkrisen nach neuen Chancen und Möglichkeiten. Sie schrei- ben das Buch „Glückskinder“ und behaupten, wir sind nicht in der Lage Chancen zu erkennen und stecken deshalb im Mittelmaß. Warum behaupten Sie das und was haben Sie gegen das Mittelmaß?
ich habe nichts gegen das Mittelmaß, im gegenteil es hilft den anderen außergewöhnlich zu sein, es ist nur langweilig. Die meisten Menschen suchen erfolg, dabei liegen die chancen auf der straße. sie kennen den spruch
„Das geld liegt auf der straße.“ Das ist nicht wörtlich gemeint, doch die chancen, die uns dazu führen, liegen tatsächlich auf der straße. Die meisten Menschen jam- mern über Probleme und sehen die chancen nicht, weil sie glauben, dass chancen im leuchtenden gewand kom- men. oft merken die Menschen dabei nicht, dass die chancen direkt vor ihnen liegen. sie sehen die bäume vor lauter wald nicht.
Sie meinen „Wald vor lauter Bäumen“ und wie sehen wir nun die Chancen?
wir sehen die bäume vor lauter wald, die chancen vor lauter Problemen nicht. was wir sehen sind schwierigkei- ten, krisen und Probleme - an unserem arbeitsplatz, bei unseren Prozessen, unseren kunden und wir verbringen noch mehr zeit damit auf den unternehmensfluren
darüber zu jammern. Dabei ist jedes Problem eine chance in einem „negativen“ gewand.
ein Problem ist eine gelegenheit in arbeitskleidung. Pro- bleme sind chancen. ein anderes wort für chance: Problem.
Die welt ist voller Probleme und damit voller chancen.
solange es Probleme gibt, gibt es chancen. gäbe es keine Probleme, gäbe es nichts zu tun. was, wenn sich
Produkte von alleine verkaufen ließen? wozu dann der außendienst? wer kleine Probleme lösen kann, wird klei- ne wertschöpfung erzielen, wer große Probleme lösen kann, der wird .... Je größer die Probleme, desto größer die wertschätzung ihrer lösung. Je größer die wertschät- zung ihrer lösung desto größer ist die wertschöpfung. Je größer ihre Problemlösungskompetenz ist, desto größer sind Menge, Marktanteil und Marge.
wer zentrale Marktprobleme sichtbar besser löst als andere, der regt einen kybernetischen kreislauf an, mit dem er einen erfolg nicht verhindern kann! nirgends wachsen wir besser als im garten unserer Probleme. also wünsche ich ihnen Probleme an denen sie fast, zugegeben nur fast ersticken.
wenn wir chancen entdecken wollen, dann dürfen wir uns nicht auf die chancen konzentrieren, sondern auf die Pro- bleme.
businessexperte hermann scherer meint, die meisten Menschen und unternehmen sind zu blind um chancen zu erkennen und deshalb stecken sie im Mittelmaß.
Hermann Scherer
Wir sollen uns also auf die Probleme konzentrieren?
Die Qualität unseres lebens hängt doch davon ab, mit welcher Qualität von Problemen wir umgehen können.
wir entscheiden ein leben lang, wie weit wir uns entwi- ckeln wollen, wie weit wir diese treppe nach oben steigen.
Je höher wir kommen desto besser die aussicht.
im Versuch des unmöglichen ist doch das Mögliche erst entstanden. ihr Problem ist nicht ihr Problem. sie glauben nach der lösung wären sie glücklich. Das stimmt nicht, denn dann kommt das nächste Problem. ihr Problem ist in wahrheit, dass sie glauben ihr Problem sei ihr Problem.
ihr Problem ist, dass sie glauben, keine Probleme im le- ben haben zu dürfen. aber dann wäre ihr leben doch stinklangweilig. Menschen, die keine Probleme haben, liegen auf dem Friedhof. Dabei ist das größte Problem der Deutschen, kein Problem zu haben.
sie sind nicht allein mit ihrem Problem und sie allein sind nicht das Problem. Deswegen machen sie sich bewusst, Probleme sind lebenslektionen, aufgaben, ereignisse, situationen, die passieren. wenn sie die lösen, erhöhen sie ihre lebensqualität.
Sie bleiben dabei, dass wir unfähig sind Chancen zu entdecken?
Ja, größtenteils schon - weil wir es gar nicht lernen. unser schulsystem hat – nicht nur diesbezüglich – versagt. immer wieder liest man berichte darüber wie viele Deutsche in armut leben. ich will weder die schicksale, noch die tra- gischen umstände leugnen, dennoch stelle ich mir die Frage, ist es nicht machbar, dennoch etwas zu tun. Mir ist nicht ganz klar, warum Menschen so oft glauben, dass nichts geht.
ich habe bisher alle meine Firmen mit maximal 2.500 euro gegründet. ich komme nicht aus behütetem elternhaus mit sondervorteilen, sondern habe meine ersten fünf Mark als gläsereinsammler in einer Diskothek verdient und wäre erst später zum gläserabwäscher befördert worden. was
lässt Menschen in hartz iV, Frust und langeweile verharren, statt sogar zum Millionär zu werden? welches gen ist da- für verantwortlich, dass wir Menschen eine innerliche handbremse haben?
ich bewundere immer den jungen Mann vor dem ikea in eching. er passt die leute zwischen ausgang und Parkdeck ab und bietet ihnen freundlich an, ihnen beim tragen zu helfen. augerüstet ist er mit Verpackungsmaterialien, schnüren und Messer. Damit hilft er den leuten, die mal wieder mehr eingekauft haben als sie mit zwei händen transportieren können, ihre neuerworbenen schätze zum auto zu bugsieren und transportfertig zu machen.
eigentlich ist er ein bettler. aber eigentlich ja gerade auch wieder nicht, denn er fragt nie nach geld. er tritt als char- manter, gut gelaunter, hilfsbereiter junger Mann auf. er würde auch lächeln, wenn er kein trinkgeld bekäme. aber er bekommt immer eins. und nicht zu knapp. ich habe ihn beobachtet, und ich schätze, dass sein stundenlohn klar höher ist als der der angestellten drinnen im ikea. er hat Probleme in chancen umgewandelt.
Wir müssen also die Weltanschauung bezüglich un- serer Probleme ändern?
Ja, die gefährlichste aller weltanschauungen ist ja die weltanschauung der leute, die die welt nicht angeschaut haben. als ich die Firmen meiner eltern übernahm, gab es eine herausforderung. es fiel mir schwer, mit den damals knapp 30 Mitarbeiterinnen umzugehen. nach meinem betriebswirtschaftsstudium hatte ich zwar viel über break-even-Points und return on investments gelernt, jedoch keine ahnung, was ich mit knapp 30 weiblichen Mitarbeiterinnen tun sollte, insbesondere dann, wenn die mit Migräne oder anderen mir unbekannten Problemen auf mich zukamen. so ging ich in einen kommunikations- kurs, um zu lernen, was neben der betriebswirtschaft noch für eine unternehmensführung wichtig ist.
Dort wurde mir wieder klar, welche Probleme andere
Menschen hatten, mit den Mitarbeitern umzugehen, so dass ich von da an parallel nicht nur als unternehmer mit schlussendlich 100 Mitarbeitern, sondern gleichzeitig auch als trainer für Persönlichkeitsentwicklung einiges bewegen durfte.
später durfte ich feststellen, dass es zeitungsverlagen schwer fällt, eine leserblattbindung zu generieren. Daher gründeten wir die Firma unternehmen erfolg (www.unter- nehmenerfolg.de), die wiederum Marktführer darin wur- de, Vortragsveranstaltungen in 42 städten für Verlage durchzuführen.
Der Markt der redner war wiederum durch intransparenz geprägt, also gründeten wir das Deutsche rednerlexikon und erkannten, dass es nicht nur darum ging, die infor- mationen über die redner in lexika abzudrucken, sondern die redner auch zu vermitteln und somit gründeten wir eine redneragentur Vortragsimpulse, http://www.unter- nehmenerfolg.de/vi/index.php. hier können sie sich aus über 1.000 rednern die besten aussuchen. Doch ein Pro- blem zieht das nächste nach sich.
redner brauchen räume, hotels oder Veranstaltungsorte, also ist das Deutsche hotellexikon nicht weit um auch dieses Problem zu lösen. sie wissen, worauf ich hinaus will. Jedes Problem ist in wirklichkeit eine chance. Die lösung ergibt aber gleichzeitig wieder neue Probleme, die dann wieder gelöst werden sollen, sowohl im kleinen als auch im großen.
Die besonderheit dabei liegt nicht darin, die chancen zu sehen, sondern die Probleme zu sehen. und die Probleme sehen wir dann gut, wenn wir die umstände nicht so an- nehmen, wie sie sind.
Wie sollten wir dann mit den Umständen umgehen?
Vor kurzem organisierten zwei meiner Mitarbeiterinnen eine tagung. bestens vorbereitet von a bis z mit allen
möglichen detailliert ausgearbeiteten Möglichkeiten. Von der begrüßungsmappe bis hin zum Fläschchen wasser für die heimreise inklusive gummibären und sonstigen an- nehmlichkeiten war alles organisiert. ich durfte selbst für die anwesenden ein kleinen Vortrag halten und fragte vor der Veranstaltung meine Mitarbeiter, warum dieser tisch hier im raum sei? warum ist dieser Fernseher im raum?
was wollt ihr an dem Fernseher zeigen? was wollt ihr an dem tisch demonstrieren und warum ist da hinten dieser aufbau?
Die antwort meiner Mitarbeiter: „Der stand vorher schon da.“ ich fragte daraufhin: „braucht ihr denn diesen Fern- seher?“. sie verneinten diese Frage. also räumten wir die unnötigen Dinge raus und hatten plötzlich wesentlich mehr Platz, in dem eh schon beengten raum. sie hatten die Fähigkeit, sich den Dingen gut anzupassen. einerseits sehr wichtig, aber ganz häufig nehmen wir die umstände einfach nur so hin wie sie sind, obwohl wir sie ändern könnten.
„Das war schon so.“, „Das war schon immer so.“, „Das haben wir schon immer so gemacht.“, „Das wurde uns vorgegeben.“, das sind die aussagen, die wir dann hören.
wir sind zu wenig rebell, um uns gegen die Dinge, die uns vorgegeben werden, zu wehren. genauso ist unser leben. wir nehmen die umstände wie sie sind, wir nehmen den tagungsraum wie er ist. so ist unser leben. statt im tagungsraum stehen wir nur im lebensraum und nehmen zu häufig den lebensraum so wie er ist, als ihn so zu gestalten, wie er für unsere bedürfnisse sein sollte.
Erfolgsfaktoren in der ener- getischen Gebäudesanierung:
Optimale Abstimmung zwischen Bauphysik und innovativer Anlagentechnik.
Die Planung anspruchsvoller sanierungskonzepte steht im spannungsfeld politischer rahmenbedingungen, steigender energiekosten und der Verknappung der Primärenergie- träger sowie der Forderung nach einem hohen nutzungs- komfort. gleichzeitig soll das sanierungsprojekt auch wirtschaftlich nachhaltig sein. Die informationsflut, eine breite auswahl an sanierungskonzepten und verfügbaren gebäudetechnischen lösungen sowie persönliche Präfe- renzen der Projektbeteiligten und vielfältige erwartungen an das spezielle Projekt machen es zudem schwierig, eine entscheidung für eine optimale kombination zu finden.
Dieser artikel stellt in diesem komplexen kontext zu- nächst einige möglichst objektive eckdaten zusammen und versucht darauf basierend grundsätze zur auswahl von sanierungsvarianten zu entwickeln. Die auswahl soll dabei einerseits den energiewirtschaftlichen grundforde- rungen wirtschaftlichkeit, Versorgungssicherheit und um- weltverträglichkeit folgen. andererseits sind im kontext nachhaltigen bauens in diesem zusammenhang auch die aspekte behaglichkeit und ressourcenschonung zu be- rücksichtigen [Dgnb 2012]. eine gemeinsame bewertung von gebäude bzw. bauphysik und anlagentechnik gelingt mit einer gemeinsamen Darstellung von komfort (nutzer), nutzenergiebedarf (gebäudestandard) und Primärener- giebedarf (anlageneffizienz) getrennt für den heiz- und den kühlfall [kalz 2010].
Motivation – EnEV 2009
Die europäische gemeinschaft fordert in der richtlinie 2010/31/eu vom 19. Mai 2010 über die gesamtener- gieeffizienz von gebäuden ePbD 2010 „den energiever- brauch in der union bis 2020 um 20 % zu senken“ und fordert in artikel 9 konkret, dass „die Mitgliedstaaten ge- währleisten, dass bis 31. Dezember 2020 alle neuen ge- bäude niedrigstenergiegebäude sind.“
als nationale umsetzung der ePbD fordert das energie- einsparungsgesetz (aktuelle Fassung: eneg 2009) einen energiesparenden wärmeschutz bei zu errichtenden ge- bäuden, eine energiesparende anlagentechnik bei gebäu- den und einen energiesparenden betrieb von anlagen, definiert anforderungen an bestehende gebäude und führt den energieausweis ein. Die energieeinsparverord- nung eneV regelt die praktische umsetzung dieser politi- schen Forderung.
Die eneV löste mit inkrafttreten die wärmeschutzverord- nung (wschV) und die heizungsanlagenverordnung (heizanlV) ab und fasste sie zusammen. in den beiden Fassungen eneV 2002 und eneV 2004 wurde zunächst nur der Primärenergiebedarf für die heizung begrenzt.
Mit inkrafttreten der eneV 2007 wurde die primärenerge- tische gesamtbilanzierung für heizung, kühlung, lüftung und beleuchtung eingeführt. gleichzeitig wurde das so genannte referenzgebäudeverfahren eingeführt, um die komplexen anforderungen aus der gesamtbilanzierung bewerten zu können. als rechenverfahren ist seitdem die
Din V 18599 (aktuelle Fassung vom Dezember 2011) für wohn- und nichtwohngebäude und als alternatives re- chenverfahren für wohngebäude auch die Din V 4108- 6 in Verbindung mit der Din V 4701-10 in der Fassung vom Juni bzw. august 2003 vereinbart. Die eneV 2009 hat die anforderungen an gebäude und anlagentechnik ver- schärft. Die nächste Fassung eneV 2012 ist bereits ange- kündigt und wird der Forderung nach einer weiteren re- duzierung des energiebedarfs für den gebäudebetrieb entsprechen.
Für die energetische gebäudesanierung gilt – unter be- rücksichtigung komplexer nebenbedingungen – die re- gelung, dass der (spezifische) Primärenergiebedarf 40 % höher als bei einem neubau liegen darf:
qp,sanierung ≤ 1,4·qp,ref.geb.
Mit Din V 18599 steht zwar ein durchgängiges nachweis- verfahren zur Verfügung. in der täglichen Planungspraxis haben sich allerdings zahlreiche Probleme bei der anwen- dung dieses umfangreichen berechnungsverfahrens herausgestellt. neben dem zeitlichen aufwand für die fehleranfällige eingabe aller Planungswerte stehen die gekoppelte berechnung einzelner energieströme (z.b.
wärmeverluste der Verteilung als interne wärmegewinne) und die fehlende Möglichkeit, innovative anlagenkon- zepte (z.b. betriebsführungskonzepte für blockheizkraft- werke) bewerten zu können, in der kritik [bbr 2011].
Dem Vorteil eines vergleichenden bewertungsverfahrens auf basis des referenzgebäudes steht der nachteil ge- genüber, dass kein allgemeingültiger standard in Form eines spezifischen energiebedarfs quantifiziert werden kann. als anhaltswert kann ein typisches einfamilienhaus gelten. Dieses erfüllt die anforderungen der eneV 2009 in etwa mit einem spezifischen nutzwärmebedarf qh,b von 50 kwhth/m²a für heizen und warmwasser und einem spezi- fischen Primärenergiebedarf qh,p von 60 kwhprim/m²a bei einer anlagenaufwandszahl ep von knapp 1,2.
wie können bauphysik und innovative anlagentechnik unter diesen rechtlichen rahmenbedingungen und unter Verwendung eingeführter normen und richtlinien mög- lichst optimal aufeinander abgestimmt werden?
Marktsituation: Energetische Gebäudesanierung Der endenergieverbrauch Deutschlands lag im 2008 bei rund 2500 twh endenergie [ageb 2010]. Davon entfie- len 29 % auf den wärmeverbrauch für raumheizung und 5 % auf die warmwasserbereitung. 70 % dieses wärme- verbrauchs entfallen auf private haushalte, ein gutes Fünftel auf den bereich gewerbe, handel, Dienstlei- stungen (ghD) und etwa 7 % auf industriegebäude. kli- makälte fällt nahezu ausschließlich in den bereichen ghD und industrie an und macht mit rund 1,5 % nur einen bruchteil des gesamtenergieverbrauchs für die energie- dienstleistung heizen, warmwasserbereitung und klima- kälte aus.
basis für die beschreibung des wohngebäudebestands ist die gebäudetypologie des instituts für wohnen und um- welt in Darmstadt [iwu 2011]. Die energetisch relevante Qualität der einzelnen gebäudetypen ist dort jeweils für den erbauungszustand, d.h. ohne die berücksichtigung zwischenzeitlicher sanierungsmaßnahmen, beschrieben.
Die äquivalente Vollsanierungsrate berücksichtigt gewich- tete teilsanierungen und stieg für den altbaubestand bis baujahr 1978 von 0,5 % in 1976 auf 2,2 % in 2006, [bMVbs 2007] und [technomar 2005]. eine energetische bewertung der durchgeführten Maßnahmen kommt zu dem ergebnis, dass die gesetzlichen anforderungen für neubauten aus dem jeweiligen sanierungsjahr in der re- gel als Maßstab für sanierungen genommen werden. Die Dämmstoffdicken bei der nachträglichen Dämmung der gebäudehülle liegen im Mittel ca. 16 % unter den Dämm- stoffdicken bei neubauten, die im gleichen zeitraum er- richtet werden [Diefenbach 2010].
Die sanierungsqualität beschreibt das Verhältnis aus ein- gespartem energieverbrauch aufgrund einer energe- tischen Vollsanierung zu dem ursprünglichen energiever- brauch und liegt bei 35 % [schlesinger 2010]. Diese einschätzung ist auf den gebäudebestand im bereich ge- werbe, handel, Dienstleistungen (ghD) und industrie übertragbar [schlomann 2011]. insgesamt sind seit 1976 bis heute nur knapp 30 % des altbaubestandes bzw. 18 % der bestandsgebäude energetisch auf den Mindeststan-
dard des jeweiligen sanierungsjahres saniert worden [iwu 2007].
im Forschungsprogramm ensan werden beispielhafte sa- nierungsvorhaben messtechnisch begleitet und evaluiert.
Diese Projekte wurden unter marktüblichen bedingungen ohne investitionskostenzuschuss realisiert und erreichen eine reduzierung des heizwärmebedarfs von mindestens 50 % bis zu 90 %, siehe bild 1.
Bild 1 gemessener heiz- wärmeverbrauch ausgewählter sanierungsprojekte im Forschungsprojekt ensan
Quelle: Fraunhofer ibP, erhorn und reiß Gebäude
kleine wohn gebäude inner städtische gebäude große gebäudekomplexe
büro- und Verwal- tungsgebäude bildungsstätten
beherbergungs- gebäude
sonstige gebäude
Heizwärmeverbrauch [kWh/m²a]
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275
Vor der sanierung nach der sanierung nach der sanierung, Vorhaben abgeschlossen
eine weitere erfahrung vieler Planer mit sanierungspro- jekten wurde in zwei anderen Forschungsprojekten quan- titativ belegt:
in energieffizienten gebäuden spielt das nutzerverhal- ten eine große rolle. so lag der nutzwärmeverbrauch für raumwärme und warmwasser in sieben bauglei- chen Passivhäusern mit identischer heizungstech- nischer ausstattung und vergleichbarer nutzerstruktur um den Faktor 4 auseinander [bühring 2001].
unterschiedliche sanierungsstrategien können zu ähn- lichen ergebnissen führen. Die sanierung zweier bau- gleicher altbauten mit dem ziel einmal einen spezi- fischen Primärenergiebedarf von 40 und einmal von 60 kwh/(m² a) zu erreichen, lieferte trotz unterschied- licher technologien mit 57,7 bzw. 64,0 kwh/(m² a) sehr ähnliche Messwerte nach der sanierung [kagerer 2011].
Die energetische gebäudesanierung zeigt kein einheit- liches bild. Die sehr unterschiedlichen erfahrungen aus dem Planungs- und baualltag mit einzelprojekten spie- geln sich in der heterogenen Marktsituation, den unter- schiedlichen sanierungserfolgen, den vielfältigen (über- wiegend bekannten) hemmnissen [schulz 2011] und dem unzureichend genutzten Potenzial [bürger 2011] wider.
wie finden die Projektbeteiligten das passende konzept für die gebäudesanierung?
Marktsituation: Innovative Anlagentechnik Die beheizungsstruktur von bestandsgebäuden (48,7 % erdgas und 29,8 % heizöl am endenergieverbrauch) und die Verkaufszahlen von heizungsgeräten (68,9 % erdgas und 18,2 % heizöl) zeigen deutlich, dass vor allem gas und Öl nach wie vor eine zentrale rolle in der wärmebe- reitstellung einnehmen. zunehmend bemerkbar machen sich – insbesondere im neubau – die anteile von elektri- schen wärmepumpen (8,6 %) und biomasseheizungen (4,3 %). Der anteil der Fernwärme am heizungsmarkt
bleibt bei ca. 12 % nahezu konstant, [ageb 2010] und [bDh 2012].
Die solarthermische wärmebereitstellung hat zwar immer noch einen sehr geringen anteil von weniger als 0,5 % bezogen auf den gesamtwärmebedarf. Dennoch zeigen jährliche wachstumsraten um 1 % der installierten Flächen und die tatsache, dass etwa ein Drittel der verkauften heizungsanlagen in kombination mit solarthermie in be- trieb genommen wird, eine hohe käuferakzeptanz [bsw 2010]. Dabei sind 70 % der anlagen kombianlagen [bMu 2010].
sowohl im bereich der wärme- als auch der kältebereit- stellung ist die kontinuierliche weiterentwicklung der an- lageneffizienz zu beobachten, die sich auch am Markt etabliert. so hat beispielsweise die einführung von Öl- und gas- brennwertheizungen zu einem massiven rück- gang der niedertemperaturtechnik geführt.
trotz steigenden Marktanteils bleibt die Marktdurchdrin- gung innovativer energiebereitstellungssysteme wie kraft- wärme- kopplung oder reversibler wärmepumpen mit erdwärmenutzung gering.
wie findet ein Planer die richtige anlagentechnik im sa- nierungsprojekt?
Energieeffizienz in der Sanierung
oft entscheiden schon im Vorfeld ganz praktische Überle- gungen die sanierungstiefe: soll die sanierung im be- wohnten zustand bzw. bei laufendem (büro- )betrieb durchgeführt werden?
in der studie „advances in housing retrofit“ [iea task 37, 2011] werden Prozesse, konzepte und technologien evaluiert. Viele technische Detaillösungen informieren über die notwendigkeit einer sorgfältigen Planung und umsetzung der bautechnischen sanierung insbesondere
im hinblick auf luftdichtheit und wärmebrücken. gelun- gene beispiele für den nachträglichen einbau von lüf- tungsanlagen zeigen ganz unterschiedliche technische lösungen mit reinen abluft und zu- und abluftanlagen mit wärmerückgewinnung auf. auf basis einer reduzierten heiz- und kühllast können innovative anlagenkonzepte besonders effizient eingesetzt werden, um den energie- bedarf zu decken. zum einsatz kommen luft-und wasser- geführte Verteilsysteme, die neben konventioneller anla- gentechnik u.a. mit kleinen bhkws, wärmepumpen, biomassekesseln oder kombisystemen und immer in kom- bination mit solarthermischer oder photovoltaischer ener- gieerzeugung betrieben werden. Die energiewirtschaft- liche analyse der 60 internationalen Projekte zeigt das hohe Potenzial einer anspruchsvollen gebäudesanierung mit angepasster anlagentechnik auf. sollen sanierungs- projekte als nullenergiegebäude ausgeführt werden, muss die verbrauchte (Primär- )energie vor ort durch eine ent- sprechende erzeugung im Jahresverlauf ausgeglichen werden, siehe bild 2.
Das Projekt „towards zero energy solar buildings“ [iea task 40, 2011] stellt internationale Projekte zum kli- maneutralen wohnen und arbeiten vor. grundsätzlich können gebäude energieautark realisiert werden. Die Monte- rosa- hütte (2009) in den walliser alpen oder das energieautarke solarhaus (1992) in Freiburg sind promi- nente beispiele für diese extreme Form. um aber einer- seits den bedarf an energiespeichern und andererseits das risiko eines Versorgungsausfalls zu minimieren werden nullenergiegebäude mit netzkopplung ausgeführt. ne- ben dem bilanziellen energieausgleich im laufe eines Jahres stellt sich auch die Frage, wie stark das stromnetz entlastet bzw. belastet wird. Der grad der eigenbedarfs- deckung dient dabei als gutes unterscheidungsmerkmal.
bild 3 zeigt Messwerte aus zwei nullenergiegebäuden mit unterschiedlicher Versorgungsstrategie. während das eine gebäude im sommer mehr strom erzeugt als benötigt wird und im winter strom aus dem öffentlichen netz be- zieht, weist das andere gebäude eine weitgehend ausge- glichene bilanz aus bezug und erzeugung auf.
Bild 2
nullenergiekonzept. reduzierung des energiebedarfs und lokale energie- erzeugung (am gebäude).
primary energy credits [kwh/m²a]
primary energy demand [kwh/m²a]
0
0 50 100 150 200
50 100 200
150
net zero energy
demand reduction
generation
Bild 3 grad der eigenbe- darfsdeckung als unterscheidungs- merkmal für zwei nullenergiegebäude mit unterschiedlicher Versorgungsstrategie.
Quelle: Voss, 2011
Jan Dec
0 5 10 15
20% generation load
Jan Dec
0 5 10 15
20% generation load
eine wesentliche erfahrung aus dem betrieb gebäude- technischer anlagen ist das erfolgskonzept „keep it simple!“
[Voss 2007]. grundsätzlich erreichen einfachere, über- schaubare systeme eine höhere energieeffizienz und wirtschaftlichkeit. Viele unter Marktbedingungen reali- sierte gebäude zeigen, dass es möglich ist auch in der sanierung eine sehr hohe energieeffizienz im zusammen- spiel von gebäude und anlagentechnik zu erreichen.
wie energieeffizient soll das gebäude nach der sanierung sein? soll das gebäude auch eine möglichst ausgegli- chene leistungsbilanz aufweisen oder sogar netzreaktiv sein?
Kosteneffizienz in der Sanierung
ein wesentliches hemmnis bei der umsetzung energetisch anspruchsvoller sanierungsvorhaben ist die wirtschaft- lichkeit. allerdings weisen positive erfahrungen aus vielen dokumentierten sanierungsprojekten nach, dass diese Projekte wirtschaftlich umgesetzt werden können. im Pla- nungsalltag werden jedoch zu Projektbeginn allzu oft einzelentscheidungen getroffen, ohne dass das gesamt- projekt bewertet wird. Damit ist es oft schwierig, gebäu- desanierung und anlagentechnik optimal aufeinander ab- zustimmen und eine kosteneffiziente gesamtlösung zu finden. zunächst sollen die beiden schritte gebäudesa- nierung und anlagentechnik getrennt voneinander be- wertet werden.
eine umfangreiche analyse der wirtschaftlichkeit von ein- zelmaßnahmen zum wirtschaftlich gebotenen und zu- kunftsweisenden wärmeschutz zeigt auf, dass viele Maß- nahmen dann vorteilhaft umgesetzt werden können, falls
„ohnehin- Maßnahmen“ zur gebäudesanierung anstehen [bbr 2008]. Die energieeinsparkosten werden mit ty- pischen ansätzen nach der annuitätenmethode (nach VDi 2067) berechnet. Demnach sind Dämmstärken zwischen 12 und 36 cm je nach einsatz an kellerwand, außenwand oder Dach wirtschaftlich sinnvoll. eine sanierung mit
3-fach- Verglasung ist heute – überall dort, wo konstruktiv möglich – stand der technik und wirtschaftlich in jedem Fall sinnvoll. Der einsatz von lüftungsanlagen wird bei der energetischen gebäudesanierung immer mehr zum standard. ob dabei eine abluftanlage oder eine zu- und abluftanlage mit wärmerückgewinnung eingesetzt wird, ist häufig weniger eine Frage der kosten als der realisier- barkeit.
ähnlich komplex stellt sich die wirtschaftlichkeitsbetrach- tung für die anlagentechnik dar. es gehört zum Pla- nungsalltag wirtschaftlichkeitsanalysen für komplette heizungs- , lüftungs- und klimakonzepte einschließlich Übergabesystem zu erstellen. oft sind die unterschiede alternativer Versorgungskonzepte in hinblick auf die Jah- reskosten gering. Das spiegelt sich letztlich darin wider, dass die unterschiedlichsten Versorgungskonzepte auf ähnliche bedarfsstrukturen angewendet werden. neben (subjektiven) Präferenzen geben dann oft die investiti- onskosten den ausschlag für eine bestimmte Variante.
Daher sind gebäudesanierung und anlagentechnik in vie- len Projekten nicht optimal aufeinander abgestimmt und die energieeffizienz der gesamtlösung entspricht dann nicht dem energiewirtschaftlichen optimum.
Die studie „kosten und Potenziale der Vermeidung von treibhausgasemissionen in Deutschland“ [Mckinsey 2009] weist für das basisszenario 2008 im gebäudesektor
den einsatz neuer heizungssysteme (in sanierten und unsanierten gebäuden), effizientere lüftungsantriebe, verbesserte Motoren und effizientere lüftungssysteme und eine 7 l- sanierung bestehender gebäude mit negativen co2-Vermeidungskosten, also gewinnbrin- gend aus,
Passivhäuser als kostenneutrale investition in eine effizienztechnologie aus sowie
optimierte und regenerative klimasysteme und lüf- tungssysteme für wohngebäude mit moderaten co2- Vermeidungskosten aus.
Vor dem hintergrund der erfahrung aus anspruchsvollen sanierungsprojekten erscheint die einordnung der opti- mierten klimasysteme sowie der lüftungssysteme für wohngebäude etwas unklar. werden hier gesamtkonzepte bewertet, sind diese systeme eine grundvoraussetzung für eine nachhaltige sanierung unter berücksichtigung der behaglichkeit. Vor dem hintergrund der messtech- nischen analyse im ensan- Projekt [ensan 2012] und der bewertung der kosten für die Verbesserung der gebäude- hülle [bbr 2008] ist aus energiewirtschaftlicher sicht eine 4 l- sanierung anzustreben, wobei tatsächlich erreichbare spezifische heizwärmebedarf der kubatur des gebäudes jeweils anzupassen ist. auch eine studie der Deutschen energieagentur [dena 2011] kommt zu einem ähnlichen ergebnis: eine sanierung mit einer unterschreitung der eneV- anforderungen um 25% ist wirtschaftlich.
eine umfassende analyse der gesamtkosten eines sanie- rungsprojektes führt oft zu einer energiewirtschaftlich ef- fizienteren lösung als die bewertung der einzelmaßnah- men. Daher sollten die (vermeintlichen) kosten zu beginn eines Projektes nicht überbewertet werden. oft können so in der entwurfsplanung energieoptimierte szenarien entwickelt werden, die sich später als wirtschaftlichste lösung erweisen.
auf welcher basis wird über die Finanzierung und die wirtschaftlichkeit eines sanierungsprojektes entschieden?
Grundsätze zur Auswahl von Sanierungsvarianten ausgehend von den einzelaspekten bzw. den leitfragen einer energetischen sanierung, kann ein kritischer Pfad definiert werden, siehe bild 4. Dabei können nur in den ersten Planungsphasen die wesentlichen entscheidungen in bezug auf energie- und kosteneffizienz getroffen wer- den. Mit fortschreitenden Festlegungen im Projektverlauf wird der aufwand für änderungen immer höher:
Daher ist es so wichtig, in einer vorgelagerten Projekt- phase Projektziele und Planungsvorgaben möglichst frei von technischen (Vor- )Festlegungen zu definieren.
Die grundlagenermittlung (hoai Phase 1) legt die ba- sis für objektive entscheidungen fest.
im Vorentwurf (hoai Phase 2) sollten mehrere system- varianten präsentiert werden. auf grundlage einer entscheidungsmatrix, die die Projektziele berücksichtigt, kann ein system ausgewählt werden.
in der entwurfsphase (hoai Phase 3) können dann die hauptkomponenten spezifiziert und das sanierungs- konzept schließlich festgelegt werden.
in den folgenden Planungs-, genehmigungs-, bau- und inbetriebnahmephasen ist dann immer wieder auf die systemabstimmung zu achten. nur eine integrale Planung führt zu einer energiewirtschaftlich optimalen lösung.
es ist von zentraler bedeutung für den sanierungserfolg, dass die einzelnen sanierungsaspekte sowohl einzeln als
Bild 4
schrittweise Vorge- hensweise bei der systemauswahl von sanierungsvarianten.
baukonstruktive Details beachten ht‘<0,5 w/m²k
sonnenschutz
nur- abluftanlage oder zu- und abluft mit wrg
teil- klimatisierung?
geringe wärmestromdichte niedertemperatursystem
heizen und kühlen?
Flächentemperierung
umweltenergie nutzen (rev.) wärmepumpe bhkw
und kwkk therm. solar- energie solarstrom
Fassadenlüftung Überströmöffnung wasser- oder luftgeführt
Fassade als installationsebene nutzen?
abstimmung optimieren!
Gebäudehülle Lüftungskonzept Wärme- und
Kälteübergabe Wärme- und Kältebereitstellung
1 2 3 4
auch gemeinsam berücksichtigt werden. wesentliche schnittstellen ergeben sich zwischen den bereichen ge- bäudehülle, lüftungskonzept, Übergabesystem und ener- giebereitstellung. Die Planungsschritte folgen dabei zu- nächst einer gewerkeweisen reihenfolge.
oft werden in sanierungsprojekten frühzeitig detaillierte rechnungen vorgelegt, die einzelne systemkonzepte fest- legen. solche entscheidungen sind z. b. „nur Fenstersa- nierung und Fassade streichen“, „zu- und abluftanlagen sind zu teuer“, „heizkörper sind flexibler als Flächentem- periersysteme“ oder „kombisystem gas-brennwertkessel mit solarthermischer wärmebereitstellung ist gut und günstig“. Da die berechnung des energiebedarfs jedoch der bedarfsentwicklung folgt und nur im gesamtzusam- menhang bewertet werden kann, siehe bild 5, wird damit (zu) früh ein sanierungskonzept festgelegt oder zumin- dest teilweise festgelegt. eine optimale abstimmung ist so kaum noch zu erreichen.
Bild 5
berechnung des energiebedarfs in richtung der bedarfsentwicklung. in der gewerkeweisen abstimmung zwischen bauphysik und anlagentechnik ist der energiefluss zu berücksichtigen. Die energetische bilanzierung kann daher nur für das gesamtsystem erfolgen. eine (vorgezogene) teilanalyse kann so eine gesamtoptimierung verhindern.
Quelle: bild 1- 1 in Din V 4701- 10:2003- 8, ergänzt Berechnung des Energiebedarfs
t s
V c, e
i
h
d s g
Die entscheidungsfindung soll in den einzelnen Pla- nungsschritten gemäß bild 4 erfolgen. unter der annah- me eines typischen wohn- bzw. bürogebäudes aus den 1960er- und 1970er-Jahren können die folgenden an- haltspunkte bei der entwicklung eines sanierungskon- zeptes unterstützen:
aus baupraktischen Überlegungen definiert die eneV 2009 für die sanierung von wohn- und nichtwohnge- bäuden keinen festen bezugswert, sondern bewertete einzelmaßnahmen. Für beide gebäudetypen können die in der eneV 2009 für neue wohngebäude angege- benen ht‘- werte zwischen 0,4 und 0,5 w/m²k aber auch in der sanierung technisch problemlos und wirt- schaftlich erreicht werden, wenn der gesamte eneV- Maßnahmenkatalog für sanierungsvorhaben (gemäß anlage 3 in eneV 2009) umgesetzt wird.
oft können im zuge der Fassadensanierung effiziente sonnenschutzkonzepte integriert werden. ein entspre- chender sonnenschutz schafft in Verbindung mit dem oben beschriebenen baustandard und einem (hybri- den) lüftungskonzept die Voraussetzung für ein kom- fortables raumklima in wohngebäuden ohne zusätz- liche kühlung. in bürogebäuden ist die reduzierung der (spezifischen) kühllast eine hauptbedingung für den energieeffizienten einsatz von umweltenergie zum kühlen.
ein maschinell unterstütztes lüftungskonzept ist grundvoraussetzung für eine energieeffiziente sanie- rung. wenn der Flur als installationsbereich zur Verfü- gung steht, können zu- und abluftleitungen oft mit wenig aufwand verlegt werden. ist dies nicht möglich oder sind viele kernbohrungen erforderlich, ist eine abluftanlage zur kontrollierten lüftung mit Über- strömöffnungen in der Fassade eine gute alternative.
in bürogebäuden ist bei entsprechenden Vorausset- zungen auch der einsatz von fassadenintegrierten lüf- tungssystemen zu prüfen.
energiefluss energiebezug und
energieeinspeisung
Übergabe
Verteilung speiche- rung erzeu-
gung end-
energie Primär- energie
nutzenergie
(raumgrenze)
bilanzgrenze- raum
reduzierte heiz- und kühllasten machen den einsatz von niedertemperatursystemen (niedertemperatur- heizkörper bzw. Ventilatorkonvektoren oder Flächen- temperiersysteme zum heizen und kühlen) besonders effizient möglich. sollen vorhandene systeme weiter- genutzt werden, können die systemtemperaturen ent- sprechend angepasst werden.
wenn die lüftung (als zusatzsystem) auch zum heizen, kühlen oder entfeuchten eingesetzt wird, muss einerseits das zusammenspiel der wasser- und luftge- führten Übergabesysteme berücksichtigt werden.
andererseits ist unbedingt darauf zu achten, dass das temperaturniveau für die heiz- bzw. kühlregister dem temperaturniveau im wassergeführten system entsprechen.
wenn die sanierung im bewohnten/genutzten zustand erfolgen soll, sollte geprüft werden, inwieweit die wärme-, kälte- und luftverteilung in der Fassaden- ebene realisiert werden kann.
unter diesen Voraussetzungen stehen für die energiebe- reitstellung viele kombinationsmöglichkeiten zur Verfü- gung, die nur exemplarisch angesprochen werden können:
biomasseheizungen profitieren von einem sehr gerin- gen Primärenergieeinsatz und können wegen des not- wendigen speichers hervorragend mit solarther- mischen anlagen kombiniert werden, um den teillastbetrieb im sommer zu minimieren.
erdgekoppelte, reversible wärmepumpen nutzen hauptsächlich umweltenergie zum heizen und kühlen.
sie können daher kostengünstig betrieben werden, sind aber verhältnismäßig teuer in der investition. bei korrekter auslegung des gesamtsystems ist die wärme- und kälteerzeugung primärenergetisch deutlich gün- stiger als konventionelle systeme mit kessel und ein- facher kompressionskältemaschine. in wohngebäuden bietet sich die kombination mit einer solarthermischen anlage wegen der höheren brauchwarmwassertempe- ratur und zur reduzierung des strombedarfs an.
kombisysteme mit brennwertkessel und solarther- mischer anlage sind im hinblick auf die investitionsko- sten eine günstige entscheidung.
Der einsatz kleiner bhkws in wohngebäuden ist kri- tisch zu hinterfragen. oft wird der betrieb energiewirt- schaftlich interessant, wenn mehrere gebäude (typi- scherweise reihenhäuser) gemeinsam versorgt werden können.
in Mehrfamilienhäusern und größeren nichtwohnge- bäuden mit entsprechendem grundlastanteil ist oft der betrieb eines größeren bhkws energiewirtschaftlich sinnvoll. wenn das bhkw mit einer solarthermischen anlage kombiniert wird, wird der anlagenbetrieb ein- geschränkt. Damit einhergehend reduziert sich auch die stromproduktion und i.d.r. die wirtschaftlichkeit.
hier ist eine kombination mit einer solaren stromer- zeugung also sinnvoller.
eine kraft- wärme-kälte-kopplung ist nur dann ener- giewirtschaftlich rentabel, wenn energieerzeugung und bedarfsstruktur sehr gut harmonieren. wenn wär- me und kälte (evtl. gleichzeitig) bereitgestellt werden sollen, ist oft ein entsprechendes wärmepumpensy- stem mit der Möglichkeit zur wärmeverschiebung die bessere lösung.
eine Fokussierung ausschließlich auf den Dämmstandard ist im sinne einer nachhaltigen sanierung ebenso wenig erfolgsversprechend wie die ausschließliche Fokussierung auf eine möglichst effiziente energiebereitstellung. Für beide Maßnahmenpakete „bauphysik“ und „anlagen- technik“ gilt die 80/20-regel, nach der 80 % des erfolgs mit 20 % des aufwandes, die übrigen 20 % aber nur mit 80 % des aufwandes zu erreichen sind.
Mit einer sorgfältigen systemabstimmung in den ersten Projektphasen können einzellösungen verhältnismäßig einfach realisiert werden und das gesamtkonzept bleibt technisch überschaubar. so können gebäude unter Marktbedingungen zu niedrigstenergiehäusern bis hin zu null-energiegebäuden saniert werden [sartori 2012].
wird die energieerzeugung im hinblick auf strom-, wär- me-, und kältebedarf sorgfältig abgestimmt und – je nach anlagenkonzept – mit solarer wärme-und / oder stromerzeugung kombiniert, können die gebäude bei ei- ner weitgehend ausgeglichenen (Jahres-)energiebilanz mit einem hohen eigendeckungsanteil betrieben werden.
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Die Bedeutung der Gebäude bei der Energiewende
Dem gebäudebereich kommt im hinblick auf die ziele der energieeinsparung und des klimaschutzes und damit auch innerhalb des energiekonzeptes der bundesregierung eine zentrale rolle zu. Der gebäudebestand in Deutschland umfasst unter anderem rund 18 Millionen wohngebäude mit ca. 40 Millionen wohneinheiten. Davon sind 75 Pro- zent vor der einführung der ersten wärmeschutzverord- nung 1979 errichtet worden. Diese gebäude sind oft gar nicht oder kaum energetisch saniert. Die überwiegende Mehrheit der heizungssysteme entspricht nicht dem stand der technik. Dazu kommen rund 1,5 Millionen nichtwohngebäude, davon rund 40.000 schulen. hier liegt ein enormes energieeinsparpotenzial. Dies wird be- sonders deutlich, wenn man sich vergegenwärtigt, dass der gebäudebereich einen anteil von rund 40 Prozent am gesamten endenergieverbrauch in Deutschland hat.
Energieverbrauch für Heizwärme
rund 40 Prozent der endenergie in Deutschland wird für heizwärme (raumwärme plus warmwasserbereitung) ver- braucht. Der überwiegende teil davon wird von privaten haushalten – das heißt in wohngebäuden – verwendet.
Von 1990 bis 1996 stieg der endenergieverbrauch für heizwärme in privaten haushalten an. seit 1997 ist je- doch eine trendwende eingetreten. trotz weiterem zu- wachs der wohnfläche durch neubaumaßnahmen um über zehn Prozent sind die Verbrauchszahlen seitdem rückläufig und entsprachen 2006 in etwa dem stand von 1990. Der rückgang resultiert aus durchgeführten, so ge- nannten energetischen Modernisierungsmaßnahmen an der gebäudeaußenhülle sowie der effizienteren nutzung von energie zum heizen. somit ist es entgegen dem trend zum höheren wohnflächenverbrauch seit 1990 gelungen, die energieeffizienz des gebäudebestands um etwa 15 Prozent zu verbessern. Der co2-ausstoß privater haus-
halte im wohnbereich konnte durch diese effizienzsteige- rung und den verstärkten einsatz erneuerbarer energien von 1990 bis 2005 um 13 Prozent – das heißt um rund 16 Millionen tonnen – gesenkt werden. Die effiziente nut- zung von heizwärme trägt mit dazu bei, dass Deutschland in puncto energieeffizienz im internationalen Vergleich zu den führenden industriestaaten gehört.
Dass die anstrengungen zur Vermeidung von co2 und re- duktion von heizkosten nicht nachlassen dürfen, resul- tiert aus den weiterhin hohen co2-emissionen und Ver- brauchszahlen. hinzu kommt, dass der steigende anteil kleinerer haushalte und der zunehmende wohnflächen- konsum auch in zukunft zu einer wachsenden nachfrage nach heizenergie führen werden. solange diese entwick- lung anhält, kann der energieverbrauch in privaten haus- halten nur durch eine maßvolle energienutzung und ge- steigerte energieeffizienz reduziert werden.
Das Energiekonzept der Bundesregierung Deutschland soll in zukunft bei wettbewerbsfähigen en- ergiepreisen und hohem wohlstandsniveau eine der ener- gieeffizientesten und umweltschonendsten Volkswirt- schaften der welt werden. ein hohes Maß an
Versorgungssicherheit, ein wirksamer klima- und umwelt- schutz sowie eine wirtschaftlich tragfähige energieversor- gung sind zugleich zentrale Voraussetzungen, dass Deutschland auch langfristig ein wettbewerbsfähiger in- dustriestandort bleibt. Mit dem energiekonzept formuliert die bundesregierung leitlinien für eine umweltscho- nende, zuverlässige und bezahlbare energieversorgung und beschreibt erstmalig den weg in das zeitalter der er- neuerbaren energien. es geht um die entwicklung und umsetzung einer langfristigen, bis 2050 reichenden ge- samtstrategie.
entsprechend der koalitionsvereinbarung sollen bis 2020 die treibhausgasemissionen um 40 % und entsprechend der zielformulierung der industriestaaten bis 2050 um mindestens 80 % – jeweils gegenüber 1990 – reduziert werden. Dies bedeutet folgenden entwicklungspfad bei der Minderung der treibhausgasemission bis 2050: minus 55 % bis 2030, minus 70 % bis 2040, minus 80 % bis 95 % bis 2050.
bis 2020 soll der anteil der erneuerbarer energien am bruttoendenergieverbrauch 18 % betragen. Danach strebt die bundesregierung folgende entwicklung des anteils er- neuerbarer energien am bruttoendenergieverbrauch an:
30 % bis 2030, 45 % bis 2040, 60 % bis 2050.
bis 2020 soll der anteil der stromerzeugung aus erneuer- baren energien am bruttostromverbrauch 35 % betragen.
Danach strebt die bundesregierung folgende entwicklung des anteils der stromerzeugung aus erneuerbaren ener- gien am bruttostromverbrauch an: 50 % bis 2030, 65 % bis 2040, 80 % bis 2050.
bis 2020 soll der Primärenergieverbrauch gegenüber 2008 um 20 % und bis 2050 um 50 % sinken. Das erfordert pro Jahr eine steigerung der energieproduktivität um durch- schnittlich 2,1 % bezogen auf den endenergieverbrauch.
Die bundesregierung strebt an, bis 2020 den stromver- brauch gegenüber 2008 in einer größenordnung von 10 % und bis 2050 von 25 % zu vermindern.
im Verkehrsbereich soll der endenergieverbrauch bis 2020 um rund 10 % und bis 2050 um rund 40 % gegenüber 2005 zurückgehen.
Die szenarien die der entwicklung des energiekonzeptes zugrunde lagen belegen, die energetische sanierung des gebäudebestands ist der zentrale schlüssel zur Moderni- sierung der energieversorgung und zum erreichen der kli- maschutzziele.
Das zentrale politische ziel ist es deshalb, den wärmebe- darf des gebäudebestandes langfristig mit dem ziel zu senken, bis 2050 nahezu einen klimaneutralen gebäu- debestand zu haben. klimaneutral bedeutet für die bun- desregierung, dass die gebäude nur noch einen sehr ge- ringen energiebedarf aufweisen und der verbleibende energiebedarf überwiegend durch erneuerbare energien gedeckt wird. Dafür ist die Verdopplung der energe- tischen sanierungsrate von jährlich etwa 1 % auf 2 % er- forderlich.
bis 2020 will die bundesregierung eine reduzierung des wärmebedarfs um 20 % erreichen. Darüber hinaus strebt sie bis 2050 eine Minderung des Primärenergiebedarfs in der größenordnung von 80 % an.
im Juni 2011 wurde das energiekonzept durch ein eck- punktepapier weiterentwickelt, in dem weitere Maßnah- men zum beschleunigten umbau des energiesystems be- schlossen wurden. nach der bis dahin unvorstellbaren havarie von Fukushima wurde die rolle der kernkraft po- litisch neu eingeordnet. ein schnellerer ausstieg aus der kernenergie wurde beschlossen und von allen politischen kräften des landes getragen. Dies erforderte, dass der mit dem energiekonzept bereits angelegte grundlegende umbau der energieversorgung in Deutschland deutlich beschleunigt werden muss. Die im energiekonzept ange- legte strategische grundausrichtung zum umstieg auf en- ergieeffizienz und erneuerbare energien für eine sichere, umweltschonende und wettbewerbsfähige energieversor- gung bleibt unverändert gültig.
Die effizienzstandards für gebäude sollen ambitioniert erhöht werden. insbesondere soll mit der eneV 2012 bis 2020 eine schrittweise heranführung des neubaustan- dards an den künftigen europaweiten niedrigstenergiege- bäudestandard erreicht werden. Der bund geht mit gutem beispiel voran und errichtet neubauten bereits ab dem Jahr 2012 nur noch im niedrigstenergiestandard.
Darüber hinaus soll ein sanierungsfahrplan für den ge- bäudebestand eingeführt werden. Dieser gibt als hand- lungsempfehlung eine orientierung für eigentümer, mit welchen sanierungsmaßnahmen der niedrigstenergie- standard bis 2050 auch für den gebäudebestand erreicht werden kann. bundesbauten sollen bei der reduzierung des energieverbrauchs eine Vorbildfunktion einnehmen.
Entwicklung des energiesparenden Bauens in Deutschland hat energiesparendes bauen eine lange tradition. seit mehr als 30 Jahren wird am gebäude der zukunft geforscht, das klimaneutral bewohnt werden kann. Das niedrigenergiehaus ist seit mehr als 15 Jahren gesetzlicher Mindeststandard für neubauten. Dank inten- siver Forschungs- und entwicklungsarbeiten ist es nun gelungen, gebäude soweit fortzuentwickeln, dass sie nicht mehr energieverbraucher, sondern energieerzeuger sind. Das effizienzhaus- Plus ermöglicht es, dass mit ihm im laufe eines Jahres mehr energie gewonnen wird, als das gebäude und seine nutzer verbrauchen.
Die graphik verdeutlicht den entwicklungsverlauf des Pri- märenergiebedarfs von Doppelhäusern in den letzten 30
Jahren. Die untere kurve zeigt exemplarische Forschungs- vorhaben die zur Markteinführung verbesserter energie- niveaus initiiert wurden, während die obere die gesetz- lichen Mindestanforderungen dokumentiert. Die innovative baupraxis bewegt sich zwischen diesen beiden niveaus. es ist zu erkennen, dass zwischen Pilotanwen- dung und der gesetzlichen Festschreibung von verschie- denen niveaus eine Markteinführungsphase von 10 bis 15 Jahren üblich ist. Ferner kann man der graphik entneh- men, dass die innovative baupraxis sich stetig weiter ent- wickelt; allerdings die erschließbaren Potentiale geringer werden. während zu beginn der entwicklung im Mittel noch eine reduktion jährlich von ca. 8 kwh/m²a zu beo- bachten war, so beträgt sie heute im Mittel pro Jahr nur noch 3 kwh/m²a.
Das Effizienzhaus- Plus – die nächste Generation des Bauens
Die neueste generation der gebäude ist das effizienz- haus- Plus, oder auch Plus- energiehaus genannt. es ist nicht an eine bestimmte technologie gebunden, sondern es kann vielfältig durch eine intelligente kombination von energieeffizienten bautechnologien und erneuerbaren energiegewinnsystemen realisiert werden. Dadurch stellt es einen technologieoffenen ansatz dar.
Das effizienzhaus- Plus fußt gegenüber herkömmlicher bauweise auf den 3 säulen:
energieeffizienz des gebäudes bestmöglich steigern energiebedarf der haushaltsprozesse so weit wie mög-
lich senken
erneuerbare energien zur restdeckung verwenden Da bei diesem hauskonzept die summe aller im haus be- nötigter energiemengen über erneuerbare energien aus- geglichen werden muss, die im räumlichen umfeld des gebäudes erschlossen werden können, ist die bedarfs- menge an energie über eine deutlich verbesserte ener- gieeffizienz bestmöglich zu reduzieren.
Die energieeffizienz lässt sich über den gebäudeentwurf (kompakter gebäudekörper, optimale orientierung), über den wärmeschutz (hocheffiziente Fenster und wärme- schutzsysteme für die gebäudehülle), über optimierte Verarbeitung (wärmebrücken(zuschlags)freie und luft- dichte konstruktionen und bauteilanschlüsse) sowie ener- giebewusstes bewohnerverhalten (Verbrauchsvisualisie- rung, smart Metering) senken. gleichzeitig erhöht sich durch die bedarfssenkenden Maßnahmen in aller regel der nutzungskomfort, da die hierbei entstehenden war- men oberflächen eine höhere behaglichkeit in den räu- men ermöglichen.
Die energieeffizienz lässt sich weiterhin erhöhen durch niedrige systemtemperaturen (und damit verbundene niedrige wärmeverluste) in der heizanlage, kurze lei-
tungslängen bei heiz-, warmwasser und lüftungsanlagen (und damit verbundene niedrigeren wärmeverluste und geringeren antriebsenergien für Pumpen und Ventila- toren), durch wärmerückgewinnungssysteme in der lüf- tung und in den abwassersystemen, durch hydraulischen abgleich in allen anlagen (und damit verbundenen gerin- geren antriebsenergien für Pumpen und Ventilatoren), mit bedarfsgesteuerten heiz- und lüftungssystemen (und einer damit vermiedenen Überversorgung der räume mit Frischluft und heizwärme), mit haushaltsgeräten höchs- ter energieeffizienz (a++) und mit effizienter raumbe- leuchtung (leD oder energiesparlampen in Verbindung mit bedarfskontrollsystemen).
Die erneuerbaren energien lassen sich aktiv und passiv im gebäude erschließen. Völlig kostenfrei können die pas- siven solargewinne über die Fenster einerseits zur redu- zierung des heizenergiebedarfs und anderseits zur redu- zierung des lichtbedarfs durch tageslichtnutzung genutzt werden. aktiv lassen sich erneuerbare energien über ther- mische solarkollektoren, biogene brennstoffe, geother- mie oder umweltwärme erschließen. Das Plus im gebäude bringen schließlich stromerzeugende systeme, wie Photo- voltaik- oder windkraftanlagen, die produzierte Über- schüsse im gebäude speichern und darüber hinausge- hende ins netz der energieanbieter einspeisen.
Der klimaneutrale Gebäudebestand – der Schlüssel zur Energiewende
energieeffizienzsteigerung ist der schlüssel zur energie- wende. Je erfolgreicher die reduzierung des energiebe- darfs im gebäudebestand ist, desto eher gelingt uns der Übergang ins zeitalter der erneuerbaren energien.
Das Projekt „lilienstraße- nord“ weist in diese zukunft der energieeffizienten sanierung von innenstadtquartie- ren. ziel des Projekts der gwg in der lilienstraße in Mün- chen ist die Modernisierung und energetische sanierung der gebäude mit dem zielwert eines Primärenergiebedarfs
Das effizienzhaus-Plus des bundesministeriums für Verkehr, bau und stadtentwicklung dient als showcase für die neue generation des bauens
für beheizung und trinkwassererwärmung, der mindestens 50% unter dem zulässigen wert eines neubaus liegt. Die noch benötigte restwärme soll so erzeugt werden, dass eine co2- neutrale energieversorgung gewährleistet ist.
Die gebäudestrukturen sollen dabei erhalten und zeitge- mäße grundrisslösungen erreicht werden.
Die 1955 gebaute und inzwischen sanierungsbedürftige wohnanlage im Münchner stadtteil haidhausen/au um- fasste bisher vier 3- bzw. 5- geschossige gebäude mit kel- lergeschoss und nicht ausgebautem Dachgeschoss. Die 149 bestehenden wohnungen wiesen eine größe zwi- schen 40 m² und 65 m² wohnfläche auf. es handelt sich um wohnungen mit zwei, drei und vier zimmern. Die wohnungen wurden bisher mit kohle- oder gasbefeuerten einzelöfen beheizt. in manchen wohnungen befanden sich elektroheizgeräte. einige wohnungen waren auch mit gasetagenheizungen ausgestattet. Das brauchwasser wurde ebenfalls dezentral und überwiegend mit gas- durchlauferhitzern erwärmt.
Die aufstockung aller gebäude in holzbauweise schafft nicht nur raum für neue, zeitgemäße grundrisse, sie übernimmt auch einen teil der wärmedämmung. Die ge- bäudeaußenwände erhalten ein innovatives Dämmsystem aus resol-hartschaum. auf die der straßenseite zuge- wandten Fassaden wird eine Vakuumdämmung installiert.
Die Fenster werden 3- fach wärmeschutzverglast in hoch- effizienten rahmen ausgeführt. Die kellerdecken werden durch im estrich der erdgeschosse eingelegte Vakuum- dämmplatten mit hochwertigem wärmeschutz versehen.
bei der wärmeerzeugung kommt eine einzelangefertigte gasmotorwärmepumpe mit grundwassernutzung (ober- flächennahe geothermie) zum einsatz. unterstützt wird der grundwärmeerzeuger durch einen gasbrennwertkessel und eine solarthermische kollektoranlage. Die speiche- rung und die hydraulische systemtrennung erfolgt über ein abgestimmtes Pufferspeicherladesystem. auch bei der
Verteilung der wärme wird auf eine hochwertige wärme- dämmung wert gelegt, die warmen leitungen werden in- nerhalb der thermischen hülle geführt. bei der warmwas- serbereitung wird durch eine anodische oxidationsanlage ein niedertemperatur-ansatz umgesetzt.
heizwärme wird bedarfsabhängig über die heizflächen durch eine dezentrale Pumpentechnik an die räume ab- gegeben. Die einzelraumregelung ermöglicht eine hohe regelgüte und lässt eine intensive nutzerbeteiligung er- warten. Fensterkontakte schränken lüftungsverluste durch ineffizientes lüftungsverhalten ein.
Durch das intelligente zusammenspiel all dieser Maßnah- men konnte der heizenergiebedarf des gebäudeensem- bles um mehr als den Faktor 10 gegenüber dem früheren zustand reduziert werden. in ergänzung zu dem innova- tiven wärmeversorgungskonzept für den gebäudekomplex erhält die wohnanlage eine ca. 1400 m² große Photovol- taikanlage. Die dadurch realisierte emissionsmin derung bei der stromversorgung in München, ist größer als die emissionen die durch die moderne wärmeversorgungsan- lage des gebäudekomplexes entstehen.
Ausblick
energieeffizienzsteigerung im gebäudebereich nimmt eine schlüsselposition im energiekonzept der bundesre- gierung ein. hierzu sind große anstrengungen erforder- lich, allerdings zeigen die entwicklungen, dass es bereits heute technisch möglich ist, die politischen zielwerte zu erreichen. in den nächsten Jahren geht es jetzt darum die wirtschaftlichkeit der lösungen zu verbessern und so die konzepte zu einer breiten Marktdurchdringung zu führen.
