EnEV und Heizungstechnik. Taco Holthuizen, GF ezeit Ingenieure

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1 Heizungstechnik neu gedacht EnEV und Heizungstechnik Taco Holthuizen, GF ezeit Ingenieure SOHO (ESA & NASA) für ezeit Ingenieure GmbH Alle Bilder und Grafiken ezeit Ingenieure GmbH, wenn nicht anders angegeben.

2 Sanierungsquote von 0,8 % statt 2,0 %! Was will die EnEV? Energieformen Energiegewinne und Verluste Wärmeschutz und Energieeinsparung 77, 82, 95, EnEV 2002, 04, 07, 09, 14, 16 Bilanzgrenze Begriffe!

3 Vergangenheit: Zukunft: Hochradioaktiver Entstehung von Atommüll Öl / Erdgas Mesozoikum: vor Millionen Jahre

4 Vergangenheit: Zukunft: Hochradioaktiver Entstehung von Atommüll Öl / Erdgas Bild: Deutsches Atomforum e.v. Bild: DDP Plutonium: Mesozoikum: Mindestens vor Millionen Jahre

5 Aktuelle Situation Wir setzen Millionen Jahre eingelagertes CO 2 frei Wir belasten Millionen Jahre zukünftige Generationen Mit welchem Recht? Ziel EnEV: Begrenzung CO2-Ausstoß und Belastung für die Umwelt minimieren!

6 Regeln und Speichern e p Ressource und Graue Energie e p versus Graue Energie

7 Sanierung von Lichterfelde Süd, Märkische Scholle eg 841 Bestandswohnungen ca. 142 neue Wohnungen m² Wohnfläche Hohe Instandhaltungskosten Hoher Heizwärmeverbrauch 50 % der Mitglieder > 65 Jahre Energetische Sanierung ermöglicht sozialverträglichen Umbau

8 Sanierung-Neubau: EnEV und Haustechnik Neubau Sanierung Haustechnik versus Dämmung

9 EnEV und Gebäudehülle Ziel: Ganzheitlich Primärenergiebedarf Qp senken

10 EnEV und Gebäudehülle Transmissionswärmeverlust H T

11 EnEV und Gebäudehülle Transmissionswärmeverlust H T H 2016: - 20 %

12 EnEV und Gebäudehülle Transmissionswärmeverlust H T H Was ist ganzheitlich sinnvoll?

13 EnEV und Haustechnik Anlagenaufwandszahl e p EEWärmeG

14 EnEV und Gebäudehülle Primärenergiebedarf Qp 2016: - 25 % aber H T H

15 Kostenoptimierung Energie und Ressource Ziel: CO2 - Minimierung

16 Kostenoptimierung Energie und Ressource Primärenergiebedarf Qp = ( Jahres-Heizwärmebedarf Qh + TWW Qw ) x e p Lineare Abhängigkeit Qh Gebäudehülle CO2-Anteil in 1. Gebäudetemperierung 2. Materialeinsatz e p Haustechnik Ziel: CO2 - Minimierung

17 Kostenoptimierung Energie und Ressource Qp = (Qh + Qw) x e p Qh Gebäudehülle > 2,5 (Alte Anlage) 1,1 (Gas, einfache Lüftung) 0,6 (WP, Lüftung, Solar) < 0,3 (WP, Lüftung, Solar, Speicherung) e p Haustechnik Ziel: CO2 - Minimierung

18 Regeln und Speichern e p

19 Energieproblem? 1% Puffern und Regeln Solarstrahlung: Energie aus Außenluft: Energie aus Erdreich Energie aus Abluft, Abwärme Gesamtenergie: kwh kwh kwh kwh kwh Jahresprimärenergiebedarf kwh

20 Energieproblem? 1% Puffern und Regeln Jahresprimärenergiebedarf kwh

21 Energiefluss im Baum 1 % Energie aus Umwelt leihen Puffern & Regeln: Schlüssel der Energiewende

22 Logik 1: Gratisenergie Abluftenergie

23 Logik 1: Gratisenergie Abluftenergie Gratis Energie Wärmerückgewinnung aus der Abluft Heizungswärme Passiver Sonneneinstrahlung Abwärme der Beleuchtung Abwärme der Nutzer Prozesswärme der Geräte (PC etc.) Abwärme und Feuchte vom Duschen etc % der Gesamtenergie Gewinn - Maximierung Konstant - Ganzjährig!

24 Logik 1: Gratisenergie Abluftenergie Prinzip Gegenstromwärmetauscher

25 Logik 1: Gratisenergie Abluftenergie Prinzip Abluftwärmepumpe

26 Logik 1: Gratisenergie Abluftenergie Abluftanlage Abluftwärmepumpe ezeit Ingenieure, Fotograf Fresh aertec GmbH & Co. KG

27 Logik 2: Gratisenergie Sonne SOHO (ESA & NASA) für ezeit Ingenieure GmbH

28 Logik 2: Gratisenergie Solarthermie Gratis Energie Solarthermie Problem der Speicherung Gewinn - Maximierung Achtung: Phasenverschiebung ezeit Ingenieure, Fotograf Sergey Kleptcha

29 Wirtschaftlichkeit - Solarthermie Energie-Umsetzung aus 1 m² Flachkollektor Warmwasser (WW) WW+ Heizungsunterstützung 200 kwh/a 300 kwh/a Solarthermie wirtschaftlich ab ca. 300 kwh/a < 35 Regelungstechnik seit 2007 WW+ Heizung+ Speicher Regelungstechnik 2014 WW+ Hz+ Speicher+ Kühlung 700 kwh/a > 800 kwh/a

30 Logik 3: Gratisenergie Erdreich Saisonalpufferspeicher

31 Lage des Saisonalpufferspeichers Neubau Bestandsbau

32 Aufbau Saisonalpufferspeicher Seitliche Dämmung Unterste Lage ezeit Ingenieure, Fotograf Energiesysteme GmbH

33 Aufbau Saisonalpufferspeicher Verteilerbalken Keller Fläche vor Gebäude 4 ezeit Ingenieure, Fotograf Sergey Kleptcha

34 Systeme im Vergleich Besonderheit Steigerung SJAZ Puffer und kein Entzug ständige Regeneration Erdreich keine Abnahme Entzugsleistung keine geologische Risiken o Kontrollierter Prozess

35 Logik 4: Energiemanagement

36 Energiemanagement 123 Solaranlage ABC Erdspeicher Wärmepumpe Gastherme Fernwärme abc? Etc. Lüftungsanlage Puffer- oder Schichtenspeicher ABC ABC Effizienzverlust durch

37 Energiemanagement Fernwartung Facility-Management Solaranlage Erdspeicher Energie- zentrale Wärmepumpe Gastherme Fernwärme Etc. Lüftungsanlage Puffer- oder Schichtenspeicher Eine Anlage steuert alle anderen Anlagen! % Energieeinsparung!

38 Energiemanagement Steuerfreie Energie! Auswahl weiterer Vorteile: Wirtschaftlich vom ersten Tag an Regenerative Energien integriert Unabhängigkeit vom Energiepreis steigt Win-Win Situation Vermieter-Mieter Zentrales Facility Management Zeitnahe Anlagenüberwachung Fernwartung mit > 95% Fehlererkennung Unterschiedliche Hersteller integrierbar etc. etc.

39 Sanierung Wohnungsbaugenossenschaft Lichterfelde Süd, Berlin Logik 1-4: e p am Beispiel ca. 860 WE, Energie-Plus, sozialverträglich ezeit Ingenieure, Fotograf Sergey Kleptcha

40 Sanierung von Lichterfelde Süd, Märkische Scholle eg Bestand 30er Jahre

41 Typenhaus 30er Jahre Haus 9 Baujahr Geschosse 18 Wohnungen Ca m² WFL

42 Anlagenschema Haus 9 Die gesamte Heiz- und Warmwasserenergie wird regenerativ am Gebäude erzeugt!

43 Anlagensystem Gesamtbedarf kwh/m² statt 200 kwh/m² nur ca. 2,5 m² / WE kwh kwh Abluftwärme kwh Geothermie kwh PV: 14 kwp kwh CO 2 -freie Beheizung + Warmwassererzeugung kwh Anlagenaufwandszahl e p << 0,3

44 Umsetzung Fertigstellung, Primärenergiebedarf < 30 kwh/m² im Jahr ezeit Ingenieure, Fotograf Sergey Kleptcha

45 Wirtschaftlichkeit HAT Einsparung: Heizung + WW = 1,5 / m² pro Monat

46 Wirtschaftlichkeit HAT Höhere Investition führt zu Einsparung! (Betrachtung 10 Jahre) Fazit: Durch energetische Optimierung wird Modernisierung subventioniert!

47 Kosten Anlagensystem für ein MFH (Lichterfelde Süd) Kosten Jahre Gratisenergie Solarthermie, 50 m² kwh Abluftwärmepumpe kwh Erdspeicher, Geothermie kwh Erdwärmepumpe, Speicher Energiezentraöe Gesamt kwh

48 Kosten pro kwh Gesamtkosten brutto Abzgl. alt. Anlage (Gasbrennwert) Abzgl. KfW: Teilschulderlass Abzgl. BAFA: Förderung Effektive Gesamtkosten brutto ca Energieproduktion mind. Energieproduktion real kwh kwh Kosten pro kwh (Strompreis 24 c/kwh) Kosten pro kwh (Strompreis 16 c/kwh) Kosten pro kwh (Strompreis 12 c/kwh) 5,8-7,1 c 4,7-5,9 c 4,1-5,2 c

49 Ressource und Graue Energie

50 Energie und Ressource Shanghai (22 Millionen) ezeit Ingenieure, Fotografin Corinne Holthuizen-Habermann

51 Energie und Ressource Chongqing (31,8 Millionen) ezeit Ingenieure, Fotografin Corinne Holthuizen-Habermann

52 Energie und Ressource Ressourcenverbrauch Beton China verbaut 45 % der weltweiten Zementproduktion 2011: t Zement ezeit Ingenieure, Fotografin Corinne Holthuizen-Habermann

53 Ressource und Baumaterial Zement t + Sand und Kies t + Wasser t Beton t Materialintensität (MIP) Wasser t t Stahlbetonwände mit d= 15 cm ezeit Ingenieure, Fotografin Corinne Holthuizen-Habermann

54 Ressource Stahlbeton m³ Beton (m², 15 cm) km² D: km²

55 Ressource Stahlbeton m³ Beton (m², 15 cm) km² Materialintensität km² Material

56 Ressource Stahlbeton m³ Beton (m², 15 cm) km² Materialintensität km² Material km² Wasser

57 Ressource Stahlbeton m³ Beton (m², 15 cm) km² Materialintensität km² Material km² Wasser ohne Flächenverbrauch, ohne Gebäudetemperierung

58 CO2-Austoß Haushalte 20,5 % Industrie 20,0 % Müll 6,2 % Energie- und CO 2 - Einsparung oder Energie-Verbrauch und Sondermüll

59 Effektivität von Dämmung BMVBS-Online-Publikation Nr. 07/2012 Kosten WDVS 2,70 /cm Dämmstoff / m² (*) zzgl. Gerüstverbreiterung zzgl. Zuschlag 2lagiger Verbau, Arbeitsaufwand zzgl. Zuschlag 2lagiger Verbau, Verdübelung zzgl. Zuschlag Fensterbrettverbreiterung zzgl. Entsorgung (*) 09_12_17_vorl%C3%A4ufiger_Bericht_IWU_-_Teil_1_Altbau.pdf

60 Kostenoptimierung Energie und Ressource Primärenergiebedarf Qp = ( Jahres-Heizwärmebedarf Qh + TWW Qw ) x e p Qh Gebäudehülle e p Haustechnik Ziel: CO2 - Minimierung

61 e p versus Graue Energie

62 Effizienz der Haustechnik e p Haustechnik Anlage ep Brennwert + Lüftung 1,0 Brennwert + Lüftung + WRG 0,9 Brennwert + Lüftung + WRG + Solar 0,8 WP + Lüftung + Solar + Regelung + Kurzfristiger Speicher 0,6 + Langfristiger Speicher 0,3 + K/L-Speicher + PV 0,1 Je besser die ep-zahl, umso wichtiger Ressourcenaufwand und Graue Energie!

63 Behaglichkeit

64 Typenhaus 30er Jahre Haus 9 Baujahr Geschosse 18 Wohnungen ca m² WFL

65 Behaglichkeit EnEV 2009 KfW 55, Passivhaus 1,58 W/m²K 0,56 W/m²K 0,34 W/m²K 0,24 W/m²K 0,19 W/m²K 0,17 W/m²K 0,16 W/m²K 0 cm 4 cm 8 cm 12 cm 16 cm 20 cm 24 cm 14 C 17 C 18,7 C 19,1 C 19,3 C 19,4 C 19,5 C Lichterfelde Süd 30er Jahre Gebäude, 38er Ziegelmauerwerk

66 18 WE, Fassade m², kwh/a Primärenergie für + 2 cm Dämmung Heizenergie Einsparung 14 cm EPS 20, 24,76 kwh/kg (*1) 16 cm kwh 971 kwh/a 2014 / 2016 jeweils minus 10% Heizjahre + 2 cm ep 1,0 11,2 ep 0,5 22,4 ep 0,3 37,4 ep < 0,3 113,1 (*2) (*1) EPS 20, Rohdichte kg/m³, Primärenergie nicht erneuerbar MJ/m³ aus Eyerer, Peter / Reinhardt, Hans-Wolf (2000): Ökologische Bilanzierung von Baustoffen und Gebäuden, Basel; Boston; Berlin: Birkhäuser Verlag (*2) Vergleich auf Basis von CO2-Äquivalenten gegenüber regenerativer Energieerzeugung

67 Energetische Einstufung BV Lichterfelde Süd 16 cm keine Förderung KfW 85 Referenz Primärenergiebedarf pro Jahr in kwh/m²

68 Zusammenfassung: Nachhaltige Energieeffizienz Energie ist da: Sinnvoll puffern und regeln Optimierung Gebäudehülle und Haustechnik H t und e p aufeinander abstimmen Sinnvolles dämmen, statt Dämmorgien Nachhaltigkeit bedeutet Primärenergie + Ressource + Graue Energie Ressourcen- und Energiewende muss zusammen betrachtet werden!

69 Ressourcenoptimierung im Quartier V T D Technik Dämmung V Verkehr V T T T T T D DEM Solarthermie V 1 m²/we 500 kw Regelenergie (Power to heat) PV / PVT Erdspeicher 2,5 m²/we Batterie Strom K/W-netz V Prosumer: Konsument und Produzent ezeit Ingenieure, Fotograf Sergey Kleptcha

70 Heizungstechnik neu gedacht EnEV und Heizungstechnik Taco Holthuizen, GF ezeit Ingenieure Vielen Dank. SOHO (ESA & NASA) für ezeit Ingenieure GmbH

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