Modellierung energetischer Sanierungstätigkeiten im. Gebäudebestand Das Gebäudemodell GEMOD des Instituts für Energie- und Umweltforschung

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1 Modellierung energetischer Sanierungstätigkeiten im Gebäudebestand Das Gebäudemodell GEMOD des Instituts für Energie- und Umweltforschung

2 Hintergrund: Gebäude-Ziele der Bundesregierung Reduktion Endenergieverbrauch (Dämmung) nahezu klimaneutraler Gebäudebestand % Primärenergieverbrauch Reduktion Anteil fossiler Energieträger 2 Leitstudie BMU 2012

3 Entwicklung des Gebäudemodells GEMOD ifeu 2015 Dämmrestriktionen Dämmpotenziale Anlagenpotenziale Welcher Anteil des Wärmeverbrauchs kann nicht reduziert werden? Wieweit kann der Wärmeverbrauch maximal reduziert werden? Wieweit kann der Primärenergiefaktor der Heizanlagen reduziert werden? 3

4 Konzept GEMOD: Bottom-Up-Modellierung des Energieverbrauchs ifeu Mengengerüst Basisjahr 2011 nach Zensus und BBSR Auflösung in des Gebäudebestands in Typen 52 Wohngebäude (IWU-Typologie) 182 Nicht-Wohngebäude (Eigene Typologie) Typ Baualter Wohnfläche EFH C ( ) m² MFH D ( ) m² Bildung E ( ) m² Handel F ( ) m² 2. Wärmebedarfsberechnung nach DIN Geometrische Auflösung der Gebäudehülle Bauteil Fläche U-Wert Wand m² W/m²*K Dach m² W/m²*K Keller m² W/m²*K Fenster m² W/m²*K 3. Verbrauchs- Bedarfsabgleich nach Studienauswertung (IWU u.a.) 4

5 Sanierungsszenarien bis 2050 Gebäudeklassen - Gebäudetyp - Baualtersklasse - Gebäudegröße - Dämmrestriktionen - Belegung Berechnung Warmwasserwärmebedarf Berechnung Heizwärmebedarf Berechnung Nutzwärmebedarf Berechnung Nutzwärmeverbrauch Zustand im Startjahr Verbrauchsdaten Entwicklung interne Gewinne Klimaentwicklung Entwicklung Dämmstoffe Thermische Eigenschaften Fortschritt bei Lüftungstechnik Lüftungsart Fortschritt bei Luftdichtheit Luftdichtheit Entwicklung Ambitionsgrad Sanierungstiefe Entwicklung Nutzungsdauern der Bauteile Bevölkerungsentwicklung Entwicklung der Pro- Kopf-Wohnfläche Sanierungsrate Anzahl Gebäude Neubau- und Abrissraten 5 ifeu 2015

6 Beispiel 1: Entwicklung Dämmstoffe Der minimal erreichbare U-Wert von Bauteilen ist abhängig von Kostenoptimum der Gesamtkosten aus Dämmstoffkosten (mit Lernkurve bis 2050) Montage- und Nebenkosten eingesparten Heizkosten in der Nutzungsdauer Entwicklung Energieträgerpreise Entwicklung kalkulatorischer Zins Mineralfaserdämmung 0,035 W/mK Aerogeldämmung 0,0136 W/mK 0,14 W/m²K 0,47 W/m²K 6 ifeu 2015

7 Beispiel 2: Entwicklung Ambitionsgrad Konventionelle Sanierung entspricht EnEV-Niveau und etwas darunter Ambitionierte Sanierung entspricht KfW Einzelmaßnahmen Sanierungsniveaus verbessern sich in der Zeit Sanierungsrate wird berechnet aus Nutzungsdauer und Anteil energetischer Sanierungen 7 ifeu 2015

8 Gebäudeanzahl Sanierungstätigkeit Beispiel 3: Entwicklung Nutzungsdauern der Bauteile Berechnung der Ausfallwahrscheinlichkeit mit Weibull-Funktion Berücksichtigung von Lock-In-Effekten durch Pinselsanierungen Berücksichtigung von Vorzieheffekten 3% 3% 2% 2% 1% 1% 0% konventionelle Sanierung ambitionierte Sanierung Pinselsanierung konventionelle Sanierung ambitionierte Sanierung Pinselsanierung unsaniert 8 ifeu 2015

9 Beispiel 4: Wohnfläche & Bautätigkeit Wohnfläche = statisch Neubau/Abriss = variabel, szenarienabhängig Trend Ambitioniert 9 ifeu 2015

10 Sanierungszustände im Zeitverlauf bis 2050 Trendszenario (moderate Sanierung) Ambitioniert (hohe Sanierung) 10 ifeu 2015

11 GIS-Koppelung aktuell Datengrundlage: Wärmeatlas der Bundesrepublik Deutschland ( GEF Ingenieur AG, Geomer GmbH, Casa Geo Data+Services GmbH) 17,4 Millionen Wohngebäude Geometrien: Haumumringe, Baublöcke Größentyp als Schlüssel ifeu

12 Anwendung: Potenzialerhebung Wärmeversorgung Wärmenetze Verschneidung mit Straßengeometrien Gemeindestrukturtypen Wärmepumpen Verschneidung mit Wasserschutzgebieten (Hydro-)geologischen Daten Empirische Erhebung Sondendichte OpenStreetMap 2015 Google Maps Verwaltungsgrenzen: Bundesamt für Karthographie und Geodäsie Potenziale oberflächennaher Geothermie: Geologische Dienste der Länder.

13 GIS-Koppelung erweitert Bisherige Defizite: Ungenauigkeiten bei der Klassifikation von Größentypen Fehlendes Baualter auf Einzelgebäudeebene Fehlende Klassifikation von Nicht-Wohngebäuden Erweiterung: Bundesweite 3D-Gebäudemodelle (LoD1) Attribute Wohngebäude auf 100m-Rasterebene (Zensus 2011) AdV 2015 Geomer

14 Danke für ihre Aufmerksamkeit Download Projektbericht Dämmpotenziale Sebastian Blömer +49 (0) Wilckensstraße Heidelberg Telefon +49 (0) Telefax +49 (0)