Energieeffizientes Bauen im Bestand

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1 Alfred Kerschberger (Hrsg.) Energieeffizientes Bauen im Bestand Konzepte, Methoden, Umsetzungen Mit Beiträgen von Markus Binder, Martin Brillinger, Gerhard Boeddinghaus, Friedrieh Siek und Bodo Weidlich VOE VERLAG GMBH Berlin Offenbach

2 InhaItsverzeichni5 Vorwort Autoren V VII Der Hintergrund: Warum energieeffizientes Bauen im Bestand?. Dr.-Ing. Alfred Kerschberger 1.1 Energieeffizienz-Gründe für die Allgemeinheit Knapper werdende Energiereserven Energieeinsparung. Potenziale Primärenergieeinsparung und Abfalleinsparung durch Sanierung statt Neubau Arbeitsplätze, Exportpotenziale, Versorgungssicherheit Reduzierung Landschaftsverbrauch für Verkehrs- und Siedlungsflächen Klimaschutz durch Gebäudesanierung in Deutschland? Energieeffizienzgründe für den Bauherrn Wirtschaftliche Vorteilhaftigkeit Weitere monetären und nichtmonetären Vorteile Literatur Energetische Anforderungen: Energieeinsparverordnung, Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz Prof Dr.-Ing. Martin Brillinger 2.1 Energieeinsparverordnung 2009 (EnEV 2009) Ziele und Änderungen Geltungsbereich der EnEV Anforderungen nach EnEV Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs für Wohngebäude Berechnung des Jahres-Primärenergiebedarfs für Nichtwohngebäude Praxiserfahrungen mit der DIN V Energieausweise Auswirkung der EnEV 2009 auf die Kosten EU-Gebäuderichtlinie 2010 und EnEV Das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz " Erneuerbare-Wärme-Gesetz in Baden-Württemberg Literatur 32

3 InhaItsverzeichnis Treffsichere Prognosen: Dynamische Simulationen als Planungswerkzeug Prof Dr.-Ing. Friedrieh Siek Einordnung in die Berechnungsverfahren 35 Daumenregeln Charakteristika der Simulation ModelIierung Beispiele für Simulationsaufgaben Beispiele für Simulationsauswertungen Schrittweise Verfolgung des Einflusses von Einzelmaßnahmen 40 Temperaturstatistiken Zeitreihen Weitere zusammenfassende Analysen Programm-AuswahL 44 Zusammenfassung Literatur Methodische Vorgehensweise: Systematische Entwicklung von Sanierungsund Bestandsentwicklungskonzepten Dr.-Ing. Alfred Kersehberger Begriffe und Definitionen zum Bauen im Bestand Sanierungskonzepte als Planungsvorbereitung Systematische Schritte zur Erarbeitung von Sanierungskonzepten Literatur Bausteine für energieeffiziente Sanierungskonzepte Dr.-Ing. Alfred Kersehberger Bereich A: Bedarfsverringerung Bedarfsverringerung Wärme Bedarfsverringerung Wärme: Verringerung des Transmissionswärmebedarfs durch Wärmeschutzverbesserung Bedarfsverringerung Wärme: Verringerung des Lüftungswärmebedarfs durch baukonstruktive Maßnahmen Bedarfsverringerung Wärme: Verringerung des Lüftungswärmebedarfs durch Einsatz von Lüftungsanlagen 75 Bedarfsverringerung Wärme: Wärmebedarfsverminderung für Warmwasser. 76 Bedarfsverringerung Kühlung, 78 Bedarfsverringerung Kühlung: Verringerung der Solargewinne über Fenster und opake Außenhülle Bedarfsverringerung Kühlung: Verringerung interner Wärmequellen verursacht durch künstliche Beleuchtung

4 Bedarfsverringerung Kühlung: Verringerung interner Wärmequellen verursacht durch sonstige Stromverbraucher Bedarfsverringerung Kühlung: Verringerung interner Wärmequellen verursacht durch Abwärme von Personen Bedarfsverringerung Kühlung: Verringerung externer Wärmegewinne verursacht durch heiße Außenluft Bedarfsverringerung elektrischer Strom Bereich B: Nutzung direkter regenerativer Energien 87 Direkte regenerative Energien für Wärmeerzeugung Heizung und Warmwasser. 87 Direkte regenerative Energien für Wärmeerzeugung: Passive Solarsysteme Direkte regenerative Energien für Wärmeerzeugung: Thermische Solarkollektoren Direkte regenerative Energien für Wärmeerzeugung: Nahwärmenetze mit solarer Einspeisung Direkte regenerative Energien für Wärmeerzeugung: Erdwärmetauscher zur Heizung (EWT) " 91 Direkte regenerative Energien für Wärmeerzeugung: Sonderfall Heizen mit Abfallwärme 93 Direkte regenerative Energien für Kälteerzeugung Direkte regenerative Energien für Kälteerzeugung: Nachtauskühlung durch passive oder mechanische Lüftung 94 Direkte regenerative Energien für Kälteerzeugung: Verbesserte Nachtauskühlung durch Erhöhung der thermischen Speicherfähigkeit 95 Direkte regenerative Energien für Kälteerzeugung: Adiabate Kühlung Direkte regenerative Energien für Kälteerzeugung: Erdwärmetauscher zur Kühlung 99 Direkte regenerative Energien für Kälteerzeugung: Erdsonden zur Kühlung, free-cooling 100 Direkte regenerative Energien für Kälteerzeugung: Solare Kühlung Direkte regenerative Energien für Kälteerzeugung: Weitere regenerative Kühltechniken Direkte regenerative Energien zur Stromerzeugung Direkte regenerative Energien zur Stromerzeugung: Gebäudeintegrierte Photovoltaik 107 Direkte regenerative Energien zur Stromerzeugung: Kleinwasserkraftwerke Direkte regenerative Energien zur Stromerzeugung: Kleinwindkraftwerke Bereich C: Nutzung indirekter, regenerativer Energien 114 Indirekte regenerative Energien zur Wärmeerzeugung: Holzenergie für Wärme Heizung und Warmwasser Indirekte regenerative Energien zur Wärmeerzeugung: Holzpelletkessel Indirekte regenerative Energien zur Wärmeerzeugung: Holzhackschnitzelkessel 117 Indirekte regenerative Energien zur Kälteerzeugung: Holzbefeuerte Heizkessel für thermische Kühlung Indirekte regenerative Energien zur Stromerzeugung: Strom aus Holzenergie Indirekte regenerative Energien zur Stromerzeugung: 0 RC-Anlagen

5 Indirekte regenerative Energien zur Stromerzeugung: Stirling-Motoren Indirekte regenerative Energien zur Stromerzeugung: riolzvergaser-blockheizkraftvverke 121 Bereich D: Effiziente Restdeckung mit nicht regenerativen Energieträgern, 123 Effiziente Restdeckung Wärme Heizurig und Warmwasser. 123 Effiziente Restdeckung Wärme: Moderne Heizkessel Effiziente Restdeckung Wärme: Wärmepumpen Effiziente Restdeckung Wärme: Fernwärme, Nahwärme Effiziente Restdeckung Kälte: Kühlung mit nicht regenerativen Energieträgern. 127 Effiziente Stromerzeugung mit nicht regenerativen Energieträgern 127 Effiziente Stromerzeugung: Kraft- Warme-Kopplung im Gebäude- und Quartiersmaßstab 127 Effiziente Stromerzeugung: Mikro-KWK 130 Bereich E: Optimale Auslegung und Regelung von Versorgungssystemen Optimale Auslegung und Regelung von Heizungsanlagen Optimale Auslegung und Regelung von Lüftungsanlagen 134 Optimale Auslegung und Regelung von Kühlsystemen Gebäudeautomation Literatur,, Ökonomische Optimierung: Dynamische Wirtschaftlichkeitsrechnung Dr.-Ing. Alfred Kerschberger 6.1 Wirtschaftlichkeit von Energiesparmaßnahmen - die heutige Situation Energiepreissteigerung Positive wirtschaftliche Rahmenbedingungen Wirtschaftlichkeitsverbesserung durch Förderung, Wirtschaftlichkeitsverbesserung durch Instandsetzungs-Zusatznutzen und verringerte Instandhaltungskosten Gebrauch und Missbrauch von Wirtschaftlichkeitsrechnungen Sensibiltät der Berechnungen hinsichtlich der Eingangsgrößen Manipulation aus Umsatzstreben und Ideologie Methodik der Kapitalwertrechnung Definition Wirtschaftlichkeit Statische und dynamische Investitionsrechnung Verfahren der dynamischen Investitionsrechnung Berücksichtigung ansteigender Zahlungen, Kapitalwertbetrachtung für Energiesparinvestitionen Absolute oder relative Wirtschaftlichkeitsbetrachtung?, Kostenarten und Wirtschaftlichkeitsbedingung Beispielhafte Wirtschaftlichkeitsvergleiche Erweiterung aufeine Gesamtvvirtschaftlichkeitsbetrachtung Literatur 158

6 7 Perspektiven: Das Fernziel Nullenergie-Sanierung, 159 Dr-Ing. Alfred Kerschberger 7.1 Definition Nullenergie, Bilanzrahmen ",., Nullenergiekonzepte für Einzelgebäude - Beispiel einer Bürogebäudesanierung 161 Bestand und Rahmenbedingungen 161 Projektziele " 163 Maßnahmen an der Gebäudehülle.. ", 164 Haustechnische Maßnahmen Maßnahmen Tageslicht/Kunstlicht 166 Maßnahmen Elektro/Regelung 167 Energiebilanzen 167 Umsetzung 167 Nullenergie-Gesamtkonzepte für Quartiere und Stadtteile - Beispiel "Nullenergiestadt" B&O-Parkgelände, Bad Aibling.,, " 168 Projektbeschreibung 168 Projektziele '" 170 Energetische Ausgangssituation Gebäude Nutzungskonzept 171 Energiestandards. Netztrennung 171 Optionen der Versorgungssysteme Thermische Solaranlagen Regenerative Energieerzeugung mit Wasserkraft Regenerative Energieerzeugung mit Photovoltaik, 173 Energiebilanzen: Nullenergie - Plusenergie Umsetzungsstand 175 Monitoring Literatur Zielführende Organisation: Marketing und Projektmanagement Prof Dipi-Ing. Bodo Weidlich 8.1 Einleitung Marketing für Planungs- und Beratungsunternehrnen im Bauwesen Zum Marketingverständnis von Architekten und Fachingenieuren Einführung des Marketings in Architektur- und Ingenieurbüros. " " Eingrenzung des Marktsegments Analysen zur Bestimmung des offenen Marktes Einschätzung des bürospezifischen Marktpotenzials Formulierung langfristiger Unternehmenszielsetzungen Erarbeitung einer Marketingkonzeption, Aufstellung und Umsetzung eines Marketingplans Marketing - eine Aufgabe der Büroinhaber oder der Geschäftsleitung Internes Projektmanagement. 193

7 8.3.1 Einleitung Projektorganisation Ablauf und Terminplanung. Terminüberwachung und Ablaufsteuerung Kostenplanung, Kostenkontrolle und Kostensteuerung Literatur Öffentlichkeitswirksame Bewertung: Zertlflzierungsmethoden für energieeffizientes Bauen im Bestand Dipl.-Ing. Markus Binder 9.1 Hintergründe Zertifizierung als Instrument der Qualitätskontrolle Zertifizierung als Marketinginstrument Zertifizierung von Einzelmerkmalen eines Gebäudes Energieausweis und dena-gütesiegel KfW-Effizienzhaus und dena-effizienzhaus Passivhaus Minergie GreenBuilding DEGA-Schallschutzausweis für Wohngebäude Umfassende Gebäudezertifizierungen " BREEAM LEED " DGNB und BNB Bewertung und Ausblick " Zulassung von Bauprodukten Rechtliche Grundlagen der Zulassung von Bauprodukten Übereinstimmungsnachweis und Konformitätsbestätigung Zukünftige Entwicklung Literatur Juristischer Rahmen 241 Dr.-Ing. Gerhard Boeddinghaus 10.1 Landesrechtliche und bundesrechtliche Vorgaben Bestandsschutz Prüfung nach den bauplanungsrechtlichen Vorschriften Planungsrechtliche Einordnung der Umgebung des Vorhabens.. ", 244 Vorhaben im Außenbereich ( 35 BauGB) 244 Vorhaben im Ge1tungsbereich eines Bebauungsplans ( 30 BauGB) 245 Qualifizierter oder einfacher Bebauungsplan " 245 Art der baulichen Nutzung Maß der baulichen Nutzung

8 Überbaubare Grundstücksfläche 251 Bauweise 253 Vorhaben im unbeplanten Innenbereich ( 34 BauGB) 255 Die maßgebliche Eigenart der näheren Umgebung des Vorhabens 255 Art der baulichen Nutzung 255 Maß der baulichen Nutzung 257 Überbaubare Grundstücksfläche.. " 258 Bauweise Prüfung nach den bauordnungsrechtlichen Vorschriften Gebäude- und Grenzabstände 260 Einhaltung der Abstandsvorschriften bei Wegfall des Bestandsschutzes 260 Ziele der bauordnungsrechtlichen Abstandsregelungen " 261 Berücksichtigung von planungsrechtlichen Vorgaben für den Grenzanbau 261 Gebäudeabstand. Gebäudehöhe und Abstandsflächen 264 Dächer und Dachautbauten " 266 Ermittlung der Abstandsflächentiefe Untergeordnete Bauteile 268 Abweichungen von den Abstandsvorschriften Übertragungvon Abstandsflächen aufnachbargrundstücke 270 Zulässigkeit von Grenzgaragen und anderen Grenzgebäuden " 271 Brandschutz, " 272 Allgemeine Anforderungen Anforderungen nach dem Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen 272 Rettungswege 275 Baugestaltung und Denkmalschutz 276 Baugestaltung 276 Denkmalschutz Literatur 280 Anhang: Adressen und Webseiten 281 Abkürzungsverzeichnis